Strona główna Aktualności Termostat, czyli jak sterować ogrzewaniem? Cz. 4

Termostat, czyli jak sterować ogrzewaniem? Cz. 4

1
3,150

Czy termostat jest potrzebny? Jak zaoszczędzić na ogrzewaniu? Czy inwestycja w automatyzację sterowania ogrzewaniem się opłaca?

Jedną z podstawowych potrzeb człowieka jest utrzymanie temperatury na określonym „komfortowym” poziomie. Co byśmy nie mówili różnimy się i dla każdego z nas temperatura komfortowa może mieć inną wartość. Zresztą, na swoim przykładzie wiem, że komfortowa dla mnie temperatura zależy od mojego nastroju, pory dnia i chociażby od tego, czy jestem wyspany, czy przemęczony. Większość z nas nie interesuje się jak z technicznego punktu widzenia odbywa się sterowanie temperaturą. Ważne, aby zmiana temperatury była łatwa i ewentualna automatyzacja poza wygodą przynosiła użytkownikom oszczędności np. aby podczas wietrzenia pomieszczenia ogrzewanie zostało wyłączone bo po co grzać powietrze, które opuszcza nasz pokój? Dla wielu osób możliwość kontroli temperatury za pomocą smarfona, tabletu umieszczonego na ścianie, asystenta głosowego, czy z poziomu komputera przedstawia dodatkową korzyść za którą chcą zapłacić, ale nie popadajmy w skrajności. Sterowanie temperaturą może być proste i tanie, lub może być rozbudowane, połączone z wieloma czujnikami i programowymi zależnościami.

Z tego artykułu dowiesz się, czy automatyzacja sterowania ogrzewaniem jest opłacalna, jakich błędów unikać, oraz jak wygodnie i oszczędnie sterować ogrzewaniem domu, lub mieszkania. Poniższy artykuł jest kontynuacją serii materiałów dla osób, które rozważają wymianę obecnego systemu grzewczego lub tych, które rozpoczynają budowę i zastanawiają się jakie ogrzewanie wybrać i dlaczego pompa ciepła nie jest jedynym rozwiązaniem, które warto brać pod uwagę. W poniższych artykułach opisałem 19 rodzajów elektrycznych źródeł ciepła, oraz zagadnienia związane z bezpiecznym podłączeniem elektrycznych systemów grzewczych do instalacji elektrycznej.

W tym artykule zajmiemy się zagadnieniem związanym z sterowaniem ogrzewaniem a co ciekawe temat ten dotyczy również tradycyjnych źródeł ciepła, więc instalacji CO (niezależnie od kotła gazowego, lub węglowego) w których ciepło transportowane jest w rurach za pomocą cieczy np. wody.

Spis treści

W zależności od wykorzystywanego źródła ciepła sterowanie ogrzewaniem można realizować na kilka sposobów, ale w tym artykule nie będę opisywał wszystkich technicznych możliwości sterowania ogrzewaniem jakie są wykorzystywane wewnątrz elektrycznych źródeł ciepła tylko skoncentruję się na kilku najczęściej stosowanych i dostępnych w sprzedaży rozwiązaniach jakie dostępne jest dla użytkowników. Mam na myśli termostaty, ale co zrobić gdy źródło ciepła które posiadasz np. grzejnik olejowy ma już fabrycznie wbudowany termostat?

Termostat, termostatowi nie równy

Wszystko zależy jaki termostat jest wbudowany przez producenta. Jeśli urządzenie grzewcze posiada prosty mechaniczny termostat, którego konstrukcja oparta jest o bimetal to nie ma problemu. Wówczas możemy ustawić na nim najwyższą dostępną temperaturę i traktować fabryczny termostat jako czujnik bezpieczeństwa a do sterowania temperaturą można użyć innego zewnętrznego termostatu, ale jeśli w źródle ciepła np. elektrycznym grzejniku masz zainstalowany nowoczesny elektroniczny termostat to możliwości sterowania ograniczają się praktycznie tylko do tego co zaoferował Ci producent. Wyjątkiem są urządzenia „z górnej półki”, w  których producent udostępnia określony standard komunikacji np. KNX, Modbus itd., lub poprzez zewnętrzne oprogramowanie tzw. API umożliwia komunikację innych urządzeń, lub programów z źródłem ciepła. Ale po kolei zacznijmy od wyjaśnienia:

Co to jest termostat?

Termostat to urządzenie, lub element urządzenia, którego zadaniem jest utrzymywanie ustawionej temperatury na danym poziomie z określoną dokładnością.

Jakie są rodzaje termostatów?

Odpowiedź na tak zadane pytanie zależy od tego, czego oczekuje pytający? Termostaty możemy podzielić ze względu na sposób montażu. Rozróżniamy:

Termostat -montaż natynkowy Termostat – montaż podtynkowy
Termostat -montaż natynkowy Termostat - montaż podtynkowy
Termostat – wolnostojący Termostat – montaż na grzejniku – głowica termostatyczna
Termostat - wolnostojący Termostat - montaż na grzejniku - głowica termostatyczna
Termostat montaż dopuszkowy Termostat montaż na szynie DIN
Termostat montaż dopuszkowy Termostat montaż na szynie DIN

Termostaty możemy również podzielić ze względu na sposób pomiaru temperatury:

  • termostat z czujnikiem powietrznym,
  • termostat z czujnikiem podłogowym,
  • termostat z czujnikiem podłogowym i powietrznym,
  • termostat uniwersalny, z dwoma czujnikami.

Możemy też dokonać podziału ze względu na „logikę” działania. W tym wypadku rozróżniamy:

  • termostaty do ogrzewania – załączają, gdy temperatura spadnie poniżej nastawionej,
  • termostaty do klimatyzacji – załączają, gdy temperatura wzrośnie powyżej nastawionej.

Możemy też dokonać klasyfikacji według popularnego, ale błędnego i wciąż używanego potocznego nazewnictwa. Rozróżniamy:

  • Termostat analogowy – w którym żądaną temperaturę ustawia się za pomocą pokrętła (obecnie najczęściej są to potencjometry a w obudowie kryje się nowoczesna elektronika)
  • Termostat cyfrowy – w którym nastawy temperatury dokonuje się za pomocą wyświetlacza wbudowanego w termostat, lub za pomocą aplikacji np. na smartfonie
Termostat analogowy
Termostat analogowy Termostat analogowy
Termostat cyfrowy
Termostat cyfrowy Termostat cyfrowy

Jest to porównanie, które u wielu fachowców „podnosi ciśnienie”, ponieważ jest powszechne i opiera się o tym co widzi użytkownik (pokrętło, lub wyświetlacz), ale nie jest zgodne z prawdziwą zasadą działania i budową termostatów.

Jak działa termostat?

Jaki? Rozpatrując zagadnienie z punktu widzenia budowy termostatu w dużym uproszczeniu rozróżniamy dwie konstrukcje:

  • bimetal, czyli specjalny stop metali, który zmienia swój kształt w zależności od temperatury,
  • elektroniczną.

Termostaty, których budowa oparta jest o bimetal mają różne kształty i są stosunkowo proste. Mogą mieć jedną, nastawioną przez producenta temperaturę załączania i wyłączania (uwzględniającą histerezę), lub użytkownik może za pomocą pokrętła dokonywać zmian nastawianej temperatury w dopuszczonym przez producenta zakresie (z uwzględnieniem histerezy). W uproszczeniu użytkownik za pomocą specjalnej śrubki dociska, lub luzuje docisk bimetalu dzięki czemu wstępnie dokonuje nastawy. Bimetalowa blaszka najczęściej jest tak wyprofilowana, że jednocześnie jest częścią styku elektrycznego, przez co po osiągnieciu nastawionej temperatury zmienia kształt dokonując załączenia, lub rozłączenia obwodu elektrycznego. W termostatach „bimetalowych” bimetal jest jednocześnie czujnikiem temperatury co ma swoje dość duże ograniczenia i w warunkach mieszkaniowych obecnie używa się ich rzadko. Można je jeszcze spotkać najczęściej jako czujniki powietrzne. Termostaty „bimetalowe” są stosunkowo mało precyzyjne, ale mają bardzo dużą trwałość, niską cenę i w stosunku do termostatów elektronicznych mają dużo większą odporność na przepięcia.

Termostaty elektroniczne, w zależności od swojej konstrukcji mogą mieć nastawy ustawione na „sztywno” przez producenta (wówczas mają jedną nastawioną temperaturę), lub nastawy mogą być dokonywane przez użytkownika za pomocą: pokrętła, klawiszy, dotykowego wyświetlacza, mobilnej aplikacji np. na smartfona, lub za pomocą przeglądarki internetowej, albo za pomocą asystenta głosowego np. Google. W przypadku termostatów elektronicznych ilość parametrów, które można ustawiać zależy od możliwości jakie przewidział i udostępnił producent termostatu. W prostych rozwiązaniach użytkownik może ustawić jedynie wartość temperatury, natomiast w rozbudowanych termostatach elektronicznych użytkownik może ustawiać temperaturę mierzoną, oraz skorygowaną temperaturę wyświetlaną i wartość histerezy. W nowoczesnych termostatach elektronicznych użytkownik może ustawiać harmonogramy, czyli w określonych porach dnia, oraz/lub w określonych dniach tygodnia zadawać różne wartości temperatury (zagadnienie będzie omówione w dalszej części artykułu). Termostaty elektroniczne mogą mieć czujniki temperatury wbudowane w swoją konstrukcję, lub czujniki mogą być do nich podłączane przewodowo, albo bezprzewodowo dokonując pomiaru temperatury w miejscu montażu (umieszczony pod podłogą pełni funkcje czujnika podłogi, umieszczony np. na ścianie pełni rolę czujnika powietrza).

Na tym etapie nie ma potrzeby bliższego zagłębiania się w sposób działania termostatu (dla nas ważne, aby utrzymywał temperaturę na zadanym poziomie) a ponieważ kilkukrotnie przewinęło się słowo histereza, warto wyjaśnić to pojęcie.

Co to jest histereza?

Nie będę tu przytaczał naukowych definicji, ale napiszę po prostu. Histereza to inaczej opóźnienie w reakcji na czynnik zewnętrzny w naszym przypadku na temperaturę. Bez ustawienia histerezy w praktyce nie byłoby możliwe sterowanie temperaturą więc dla łatwiejszego wyjaśnienia posłużę się przykładem.

Ustawiamy żądaną temperaturę na 20 oC i histerezę na 1 oC. W tym wypadku w pomieszczeniu realnie będziemy mieli temperaturę utrzymywaną pomiędzy 19 a 21 oC. Dlaczego? Układ pomiarowy sprawdzi jaka jest aktualna temperatura w pomieszczeniu, po czym uwzględni wartość histerezy (w naszym wypadku ± 1 oC). Czyli 20 – 1 = 19 i 20 + 1 = 21. W związku z tym termostat włączy ogrzewanie jeśli temperatura spadnie poniżej 19 oC i wyłączy jeśli temperatura osiągnie 21 oC. W praktyce, w pokoju lub sypialni omawiana histereza na poziomie 1 oC byłaby niekomfortowa, ale zobaczmy jak by wyglądała sytuacja, gdyby przy temperaturze 20 oC ustawić histerezę na wartość ± 0,1 oC? W tej sytuacji termostat załączy ogrzewanie jeśli temperatura spadnie poniżej 19,9 oC i wyłączy jeśli temperatura osiągnie 20,1 oC. W tym wypadku dzięki ustawionej histerezie ± 0,1 oC temperatura w pomieszczeniu wacha się o około 0,2 oC co jest praktycznie nie wyczuwalne dla przebywających tam osób.

Jak pokazuje omawiany przykład możliwość samodzielnego ustawiania wartości histerezy jest dość ważnym parametrem, ale należy pamiętać, że w praktyce zagadnienie jest trochę bardziej skomplikowane i należy uwzględnić chociażby bezwładność cieplną.

Termostat a bezwładność cieplna

Niezależnie od tego jaka wartość histerezy zostanie ustawiona, to w większości pomieszczeń temperatura i tak będzie spadać poniżej i wzrastać powyżej nastawionej wartości. Dzieje się tak, ponieważ w okresie zimowym pomieszczenia są wychładzane przez nieszczelności w oknach, ciepło ucieka przez ściany, otwierane drzwi itd., i musimy pamiętać o bezwładności źródła ciepła. W skrócie chodzi o to jak szybko od włączenia dane źródło ciepła zacznie skutecznie nagrzewać pomieszczenie (uzupełniać straty temperatury), oraz jak szybko po wyłączeniu przestanie dostarczać temperaturę (jak długo po wyłączeniu źródła ciepła temperatura w pomieszczeniu będzie wzrastać)? Omówmy to na dwóch przykładach: elektrycznej farelki i wodnego grzejnika CO sterowanego za pomocą siłownika TWA zakładanego zamiast głowicy termostatycznej, który ma cykl pełnego otwierania, lub zamykania około 3 minut.

Siłownik termiczny TWA Danfoss

Aby łatwiej wytłumaczyć zagadnienie przyjmijmy założenie, że nasze pomieszczenie o powierzchni 10 m2 ma stałe straty ciepła wynoszące 0,1 oC na minutę. W związku z tym jeśli w pomieszczeniu ogrzewanie będzie wyłączone to w ciągu 5 minut temperatura spadnie o 0,5 oC a w 10 minut obniży się o 1,0 oC itd. Ustawiamy w nim temperaturę 20 oC oraz histerezę 0,1 oC.

Podsumowując:

  • załączenie ogrzewania nastąpi, gdy temperatura spadnie poniżej 19,9 oC,
  • wyłączenie ogrzewania nastąpi, gdy temperatura osiągnie 20,1 oC.

W rozpatrywanym przypadku elektryczna farelka już kilka sekund po uruchomieniu zacznie nagrzewać pomieszczenie z pełną mocą, i kilkanaście sekund po wyłączeniu przestanie dostarczać energię cieplną do pomieszczenia. W związku z tym możemy przyjąć, że w niewielkim pomieszczeniu ogrzewanym za pomocą farelki temperatura będzie bardzo zbliżona do nastawionej i będzie wahać się w przedziale od 19,9 do 20,1 oC. Bezwładność cieplna tego źródła ciepła jest niewielka.

Ale jeśli to samo pomieszczenie będziemy ogrzewać za pomocą grzejnika, to musimy pamiętać, że w momencie gdy temperatura spadnie do 19,9 oC termostat za pośrednictwem siłownika TWA włączy grzejnik. Grzejnik nie nagrzeje się momentalnie, lecz zawór będzie otwierał się stopniowo (do pełnego otwarcia potrzebuje ok. 3 minut) w tym czasie pomieszczenie jest ciągle wychładzane a grzejnik nagrzewa się pomału i pomału zaczyna oddawać temperaturę do otoczenia. Nie będę zanudzał Cię tu wyliczeniami (nie są potrzebne na tym etapie artykułu) ponieważ jasne jest, że zanim grzejnik nabierze temperatury, aby uzupełniać straty wynikające z wychładzania się pomieszczenia upłynie załóżmy z 2 minuty a wiec temperatura w pomieszczeniu obniży się do 19,7 oC. Czas płynie, grzejnik napełniony ciepłą wodą oddaje temperaturę do otoczenia i po osiągnieciu 20,1 oC termostat podaje sygnał do zamknięcia zaworu i odcięcia dopływu ciepłej wody do grzejnika. Siłownik TWA niezwłocznie rozpoczyna zamykanie zaworu grzejnika co trwa kolejne 3 minuty. Przez ten czas grzejnik wciąż ma dostarczaną ciepłą wodę (co prawda z każdą chwilą coraz mniej, ale jednak) i podnosi temperaturę w pomieszczeniu. Po całkowitym zamknięciu zaworu grzejnik jest nagrzany i nadal do czasu wystygnięcia oddaje temperaturę do otoczenia. Przyjmijmy, że realnie grzejnik przestaje grzać, gdy temperatura w pomieszczeniu osiąga wartość 22,5 oC. Podsumowując, przy naszych założeniach w pomieszczeniu ogrzewanym za pomocą wodnego grzejnika CO temperatura wacha się o niecałe 3 oC od 19,7 do 22,5 oC. Porównując wodny grzejnik do elektrycznej farelki musimy przyjąć, że grzejnik ma dużą bezwładność cieplną. Ale punt widzenia się zmienia 😉 Jeśli będziemy porównywać wodny grzejnik z wodnym ogrzewaniem podłogowym, okaże się, że to ogrzewanie podłogowe ma dużą bezwładność cieplną. Jak widzisz wynik zależy od tego, co i z czym porównujemy.

Ten, co prawda mocno uproszczony przykład wyraźnie pokazuje jak ważnym i trudnym zagadnieniem jest utrzymanie w pomieszczeniu żądanej temperatury. Powstaje wiec pytanie, po co rozpisywać się o termostatach? Przecież w instalacjach CO od lat z powodzeniem stosuje się głowice termostatyczne, a część elektrycznych źródeł ciepła np. farelka, grzejniki olejowe, promienniki podczerwieni ma wbudowane własne, najczęściej stosunkowo proste termostaty, które umożliwiają utrzymanie w pomieszczeniu żądanej temperatury. Po co więc ponosić koszty zakładać nowoczesne i „drogie” termostaty? Większość osób rozumie, że sterowanie ogrzewaniem z systemu Inteligentnego Domu, lub z zewnętrznych nowoczesnych termostatów daje dodatkowe korzyści, ale również pociąga za sobą konieczność poniesienia pewnych inwestycji finansowych. Powstaje więc pytanie, czy takie działanie jest ekonomicznie uzasadnione?

Czy regulowanie temperatury w pomieszczeniu jest opłacalne?

Długo zastanawiałem się, czy w tym artykule poruszać ten wątek w tak rozbudowanej formie, ale ponieważ brak jest rzetelnych materiałów omawiających to zagadnienie postanowiłem „zmierzyć się” z tym trudnym i niewdzięcznym tematem. 

Najczęściej rozmawiając o regulacji temperatury mamy na myśli obniżenie jej, gdy w pomieszczeniu nie ma osób np. wszyscy są w pracy i sypialnia przez wiele godzin jest pusta, oraz o podwyższeniu jej do poziomu komfortowego, gdy w danym pomieszczeniu przebywają ludzie. Owszem regulację temperatury można robić ręcznie np. za pomocą zaworów termostatycznych, ale takie rozwiązanie ma poważne wady, którymi są:

  • ludzka natura, lenistwo i zapominanie o konieczności obniżenia temperatury (potem, sami przed sobą się usprawiedliwiamy, że się spieszyliśmy i dzieje się to coraz częściej…),
  • wygoda. Wracamy do wychłodzonego pomieszczenia i musi upłynąć trochę czasu zanim temperatura w pomieszczeniu osiągnie wartość komfortową. Przecież nie po to tyle płacimy za ogrzewanie, aby marznąć!

Z tych powodów coraz częściej stosuje się mniej, lub bardziej zaawansowaną automatykę, która pomaga we właściwym zarządzaniu temperaturą. Większość z nas instynktownie przeczuwa, że obniżając temperaturę w pomieszczeniu przyczyniamy się do powstawania oszczędności na ogrzewaniu co jest związane z mniejszym zapotrzebowaniem w przypadku ogrzewania „prądem” na energię elektryczną, lub mniejszym zużyciem gazu, węgla itd. Ale, czy uzyskane oszczędności będą większe niż koszty poniesione na zrobienie automatyzacji?

Odpowiedź na to pytanie nie jest prosta i zależy od wielu czynników a przede wszystkim od bezwładności cieplnej domu, lub mieszkania, czyli tak po prostu, czym lepiej mamy wykonaną izolację cieplną budynku (mniejsze straty ciepła) i czym więcej ciepła odzyskujemy np. dzięki rekuperacji, tym większą bezwładność cieplną będzie miał dom, lub mieszkanie i tym mniejsze oszczędności uzyskamy obniżając temperaturę podczas naszej nieobecności.

Dobrym przykładem jest nowe mieszkanie przyjaciela, które znajduje się na drugim piętrze w nowym, dobrze ocieplonym bloku. Pomimo, że jest to mieszkanie narożne (z dwóch stron ma ściany zewnętrzne) jest tak ciepłe, że w okresie wczesnej zimy (gdy na zewnątrz panują temperatury lekko poniżej zera) mimo wyłączonego ogrzewania temperatura w pomieszczeniach przez dziewięć godzin obniżyła się o niecałe 2 oC. Natomiast u mnie w domu (budynek z lat 90) w jednym z pomieszczeń (co widać na poniższym wykresie) w tym samym okresie temperatura obniża się o blisko 1 oC w ciągu zaledwie 30 minut.

Przykład bezwładności ogrzewania w pomieszczeniu z wodnym ogrzewaniem CO

U niego 2 oC różnicy przez 9 godzin, u mnie możemy przyjąć 2 oC w ciągu 1 godziny. Cóż coś tu jest nie tak 🙁 Moje pomieszczenie wychładza się dziewięć razy szybciej! No właśnie u mnie jest słaba izolacja i występują duże straty ciepła. W związku z tym zobaczmy jakie koszty należy ponieść, aby zautomatyzować sterowanie temperaturą w moim przypadku? Ponieważ przy grzejnikach posiadam zawory Danfoss, mogę do nich zamontować dedykowane siłowniki TWA np. NC (normalnie zamknięty) sterowany napięciem 230 V nr. katalogowy 088H3112, które według Ceneo można kupić od 136 zł brutto. Jako termostat użyję nowoczesnego sterownika thermoBox produkcji Blebox, które według Ceneo kosztują od 269 zł brutto. Łącznie automatyzacja ogrzewania w jednym pomieszczeniu kosztuje mnie 405 zł brutto. Czy to dużo? Zobaczmy!

Jak obliczyć ilość energii potrzebną na podgrzanie pomieszczenia?

Do tej pory pisząc o ogrzewaniu koncentrowałem się na elektrycznych źródłach ciepła np. kocioł indukcyjny więc o pomoc w obliczeniach ilości energii elektrycznej jaką trzeba dostarczyć do pomieszczenia, aby podnieść temperaturę poprosiłem przyjaciela z Politechniki Warszawskiej. Poniżej przedstawiam uproszczony szacunkowy sposób dokonywania obliczeń:

Znamy ciepło właściwe powietrza

Ciepło właściwe powietrza 713 J/(kg*K)

oraz gęstość powietrza

Gęstość powietrza 1,293 kg/m3

Energię potrzebną na podgrzanie pomieszczenia obliczymy z wzoru:

Jak obliczyć energię potrzebną do ogrzania pomieszczenia?

Gdzie m – to masa powietrza

Rozwiniecie wzoru m=V*p

natomiast V – jest objętością powietrza natomiast L, D, H, są to wymiary pomieszczenia.

Objętość powietrza w pomieszczeniu liczy się z wzoru V=L*D*H

Korzystając z przekształceń powyższych wzorów i przyjmując ΔT – jako różnicę temperatur w oC i otrzymujemy:

Obliczanie ilości energii potrzebnej do podgrzanie pomieszczenia

Ponieważ rozmawiamy o podgrzewaniu pomieszczenia za pomocą energii elektrycznej, więc korzystamy z wzoru na pracę prądu elektrycznego:

Wzór na pracę prądu elektrycznego W=P*t

w którym P – jest mocą w Watach [W] natomiast t jest to czas podany w sekundach [s]. Dokonując samodzielnych obliczeń tu musisz założyć jak szybko chcesz nagrzać pomieszczenie?

Dokonując samodzielnych obliczeń tu musisz założyć jak szybko chcesz nagrzać pomieszczenie?

Wzór na obliczenie ilości energii elektrycznej potrzebnej do ogrzania pomieszczenia

Sprawdźmy ile energii elektrycznej będziemy potrzebować, aby podgrzać o 5 oC pokój o powierzchni 24 m2, czyli o wymiarach 4 m x 6 m i wysokości 2,5 m.

V = 4 * 6 * 2,5 = 60 m3

Ponieważ chcemy podgrzać temperaturę o 5 oC więc:

ΔT = 5 oC = 5 K

Przyjmijmy, że temperatura w pomieszczeniu ma wzrosnąć o 5 oC w ciągu 1 godziny więc musimy do wzoru podstawić czas w sekundach

t = 1 h = 3600 s

Obliczanie ilości energii elektrycznej potrzebnej do ogrzewania pomieszczenia

Z teoretycznych i uproszczonych wyliczeń wyszło, że do zwiększenia temperatury o 5 oC w pokoju o powierzchni 24 m2 w ciągu 1 godziny będziemy potrzebować około 77 W energii elektrycznej, ale w obliczeniach tych nie uwzględniliśmy sprawności źródła ciepła, oraz strat temperatury (pomieszczenie jest wychładzane) przez co realne do pomieszczenia będzie trzeba dostarczyć większą ilość energii. Wracając do przykładu mojego biura i wykorzystując powyższą metodę obliczeń sprawdźmy, ile energii elektrycznej potrzebuję uzupełnić, aby utrzymać w pomieszczeniu stałą temperaturę 21 oC?

Termostat thermoBox umożliwia wykonanie wykresów temperatury w czasie

P = ( 60 * 1,293 * 713 * 1 ) / 1800 = 30,73 W ≈ 31 W

Ale abyśmy mieli pełny obraz zobaczmy jaka pogoda była w tym okresie na zewnątrz budynku.

Temperatura na zewnątrz według wskazań tempSensor PRO Blebox Wskazania siły wiatru według wskazań stacji pogodowej Blebox

Jak widać na wykresach, w rozpatrywanym okresie na zewnątrz było praktycznie bezwietrznie. Temperatura była dodatnia i następowało ocieplenie. Jeśliby na zewnątrz temperatura była poniżej -5 oC, wówczas wychłodzenie omawianego pomieszczenia nastąpiłoby znacznie szybciej i dużo więcej energii należałoby dostarczyć, aby utrzymać temperaturę na stałym poziomie.

Jak widzisz dokonanie rzetelnych obliczeń i wyliczenie opłacalności sterowania ogrzewaniem jest dla przeciętnego człowieka dość karkołomne, jeśli nie niemożliwe do wykonania. Jak więc można w prosty sposób upewnić się, czy inwestycja w automatyzację ogrzewania się opłaci? Dokonanie dokładnych obliczeń moim zdaniem jest prawie niemożliwe, ponieważ nie przewidzimy pogody 😉 i wielu naszych zachowań np. wietrzenie pomieszczeń. W związku z tym proponuję trochę pójść na łatwiznę i skorzystać z szacunkowych obliczeń na wspominanej już w poprzednich częściach artykułów stronie Ciepło Właściwe.

Jakie są roczne koszty ogrzewania mieszkania?

Zróbmy symulację dla 40-metrowego mieszkania z lat 80 znajdującego się na 1-piętrze. Mamy tu dwa pokoje kuchnię i łazienkę. Automatyczną regulację temperatury będziemy robić w trzech pomieszczeniach stosując wspomniany już zestaw za 405 zł/kpl. (siłownik TWA, oraz thermoBox), czyli za automatykę do trzech grzejników zapłacimy 1 215 zł. Czy taka inwestycja się zwróci?

Zrobiłem dwie symulacje. Przeanalizuj poniższe zestawienia. W obu przypadkach przez cały sezon grzewczy utrzymujemy w mieszkaniu stałą temperaturę, ale raz symulację zrobiłem dla 18 a potem dla 23 oC.

Mieszkanie 40m2 ogrzewane, lata 80-te, Wrocław i okolice
Szacowane roczne zapotrzebowanie budynku na energię cieplną Obliczanie rocznego zapotrzebowania budynku na ciepło

Jak wynika z przytoczonych danych, w zależności od źródła ciepła różnica w kosztach ogrzewania naszego przykładowego mieszkania podczas całego sezonu grzewczego może wahać się od 300 do 1 100 zł.

Rodzaj źródła ciepła Roczny koszt ogrzewania 40 m2 mieszkania temperatura 18 oC Roczny koszt ogrzewania 40 m2 mieszkania temperatura 23 oC Różnica w kosztach
Gruntowa pompa ciepła 800 zł 1 100 zł 300 zł/rok
Powietrzna pompa ciepła 1 000 zł 1 300 zł 300 zł/rok
Kocioł na drewno 1 100 zł 1 500 zł 400 zł/rok
Gaz ziemny 1 300 zł 1 700 zł 400 zł/rok
Kocioł węglowy bez podajnika 1 500 zł 2 000 zł 500 zł/rok
Kocioł na pellet 1 700 zł 2 200 zł 500 zł/rok
Elektryczne ogrzewanie akumulacyjne 1 800 zł 2 300 zł 500 zł/rok
Gaz z dużej butli 1 900 zł 2 500 zł 600 zł/rok
Kocioł olejowy 2 000 zł 2 700 zł 700 zł/rok
Kocioł podajnik na ekogroszek 2 100 zł 2 800 zł 700 zł/rok
Elektryczne ogrzewanie nie akumulacyjne 3 500 zł 4 600 zł 1 100 zł/rok
Podane wartości według obliczeń https://cieplo.app/ na dzień 13-02-2023 r.

Pamiętaj, że automatyzacja sterowania ogrzewaniem to inwestycja (w omawianym przypadku niecałe 1 300 zł), która będzie przynosić wieloletnie korzyści:

  • 5 lat od 1 500 do 5 500 zł
  • 10 lat od 3 000 do 11 000 zł

Więc jak wynika z tego prostego, ale błędnego podsumowania zwrot z inwestycji powinien nastąpić w okresie od 1 do 5 lat.

Zaznaczam, że powyższe wyliczenie jest błędne, ponieważ zakłada, iż w omawianym mieszkaniu przez cały sezon grzewczy będzie utrzymywana stała temperatura. Powyższe szacunkowe zestawienie pokazuje jedynie, że sterowanie temperaturą może przynieść wymierne korzyści, ale jakie? W realnych warunkach w pomieszczeniu temperatura wacha się w zależności od aktualnych potrzeb użytkowników i tu doszliśmy do momentu, kiedy należy zadać pytanie:

Kiedy warto sterować temperaturą?

Przechodząc przez cały „grząski” i  trudny temat opłacalności sterowania ogrzewaniem (jest coraz więcej pytań a brak odpowiedzi) doszliśmy to zagadnienia, które większość fachowców woli omijać. Sens automatycznego sterowania temperaturą uzależniony jest od przeznaczenia i sposobu użytkowania pomieszczenia. Inaczej będzie w domu, lub mieszkaniu gdzie domownicy prowadzą regularny tryb życia i np. od poniedziałku do piątku w godzinach od 7:00 do 16:00 nikogo nie ma w domu (domownicy są w pracy i szkole) natomiast dom „tętni życiem” w godzinach popołudniowo wieczornych po czym domownicy udają się na zasłużony odpoczynek. Przy takim w miarę stałym trybie życia można odpowiednio ustawić harmonogramy i wykorzystać zalety jakie daje automatyka sterowania ogrzewaniem, ale jeśli w domu przebywają np. małe dzieci pod opieką mamy, lub przez cały czas jest starsza osoba, to raczej w pomieszczeniach utrzymywana jest „stała” temperatura. Tu znowu przytoczę przykład z mojego domu.

Przykład sterowania temperaturą u mnie w biurze, w którym przebywam mniej więcej od 17:00 do 23:00 i dobowe wahania temperatury są około 3 oC Przykład utrzymania „stałej” temperatury w pomieszczeniu, w którym przez całą dobę przebywa osoba. Dobowe wahania temperatury są około 1 oC
Termostat thermoBox - przykład sterowania temperaturą w pomieszczeniu Dobowy rozkład temperatury w pomieszczeniu z analogowym termostatem w postaci głowicy termostatycznej

Czy zwróciłeś uwagę na zamieszczone przy wykresach termostaty? U mnie w biurze temperatura regulowana jest według harmonogramów, natomiast w innym pomieszczeniu jest zamontowana głowica termostatyczna.

Jak widzisz temat opłacalności sterowania temperaturą jest delikatnie mówiąc trudny i ciężko przytoczyć jednoznaczne i konkretne przykłady. Najczęściej zagadnienie omawia się na poziomie pewnych ogólników i tak naprawdę chyba nikt nie jest zainteresowany, aby uczciwie i rzetelnie podejść do ekonomicznego uzasadnienia opłacalności automatyzacji sterowania ogrzewaniem.

Używane przez sprzedawców hasło: „sterowanie ogrzewaniem przynosi korzyści” jest modne i niezmiernie trudno jest przytoczyć rzetelne argumenty, które podważą jego prawdziwość.

W mojej subiektywnej ocenie sterowanie ogrzewaniem się opłaca i biorę tu pod uwagę nie tylko aspekty finansowe. W swoim domu (budynek z lat 90) jestem na etapie wymiany źródła ciepła (kocioł na ekogroszek wymieniam na kocioł indukcyjny), i w całym budynku automatyzuję sterowanie ogrzewaniem. Sama wymiana 15 kompletów (zaworów, siłowników TWA i dołożenie termostatów – zdecydowałem się na thermoBox, który może być autonomicznym elementem, lub być częścią systemu Inteligentnego Domu Blebox) będzie kosztować około 5 000 zł (według cen z lutego 2023 r), ale moim zdaniem ta inwestycja zwróci się finansowo w ciągu 5 lat. Dlaczego? Dom ma przeciętną izolację termiczną, a pomieszczenia są używane w określonych częściach doby, dzięki czemu będę mógł ustawić harmonogramy umożliwiające automatyczne regulowanie temperatur w zależności od godziny i dnia tygodnia.

Dodatkowo nowoczesne sterowanie ogrzewaniem zapewnia mi wygodę (to moje subiektywne odczucie). Bardzo dużo pracuje przy komputerze i lubię mieć na ekranie moje „centrum kontroli domu”. W związku z tym uwzględniając mój konkretny przypadek uważam, że automatyzacja sterowania ogrzewaniem się opłaca, ale pamiętaj, że każdy przypadek jest inny. Każdy sam musi przeanalizować swoją sytuację i indywidualnie zdecydować, czy w jego przypadku automatyzacja sterowania ogrzewaniem będzie opłacalna.

Jeśli nadal chcesz rozważać automatyzację sterowania temperaturą to musisz wiedzieć, że zadowolenie użytkowników (komfort cieplny) zależy od rozmieszczenia czujników temperatury.

Gdzie umieścić termostat?

Sformułowanie „gdzie umieścić termostat” kryje w sobie mały haczyk. Potocznie mówimy termostat, ale tak naprawdę powinniśmy się zainteresować rozmieszczeniem czujników temperatury. Pamiętaj, że urządzenie potocznie nazywane termostatem, składa się z:

  • czujnika, lub czujników temperatury,
  • elementu umożliwiającego nastawienie żądanej temperatury (w prostych sterownikach może to być np. śrubka a w bardziej złożonych układ elektroniczny),
  • elementu wykonawczego np. syku zwiernego, lub rozwiernego, elementu umożliwiającego całkowite, lub częściowe otwarcie/domknięcie zaworu itd.

Elementy te mogą, ale nie muszą znajdować się w jednej obudowie (co pokazuje poniższa tabela). 

Termostat z zintegrowanym w jednej obudowie czujnikiem temperatury, panelem sterującym i elementem wykonawczym. Termostat złożony z trzech niezależnych urządzeń: czujnika temperatury tempSensor, elementu wykonawczego np. switchBox i „panelu” sterującego jakim jest bezpłatna aplikacja wBox instalowana na na smartfonie, tablecie, lub komputerze.
Termostat z zintegrowanym czujnikiem temperatury, panelem sterującym i elementem wykonawczym. Termostat Blebox składający się z czujnika temperatury, elementu wykonawczego i aplikacji sterującej

Możliwości jest wiele i każdy musi dobrać rozwiązanie, które najlepiej będzie pasowało do jego potrzeb, ale na przykładzie mieszkania mojego przyjaciela zobacz, że temat nie jest tak prosty jak mogłoby się wydawać i jak na różnych szkoleniach zapewniają producenci.

Na wielu szkoleniach producenci zalecają, aby termostaty (czujniki temperatury) montować w miejscach gdzie jest swobodny przepływ powietrza np. koło łączników światła. Odnośnie wysokości montażu są różne zalecenia, ale najczęściej kończy się to stwierdzeniem, że czujnik należy umieścić w miejscu, w którym ma być dokonywany pomiar temperatury, oraz tak, aby była łatwa możliwość dokonywania jego nastaw (to w przypadku czujników zintegrowanych z termostatem i panelem sterującym). Z mojego, praktycznego doświadczenia wynika, że wybór miejsca montażu czujnika temperatury powinien być uzależniony od typu ogrzewania z szczególnym uwzględnieniem rodzajów źródła ciepła: grzejników, ogrzewania podłogowego, promienników podczerwieni i ogrzewania za pomocą nadmuchu ciepłego powietrza.

Dlaczego producenci o tym nie mówią? Najczęściej jest to spowodowane brakiem praktycznej wiedzy (bo w teorii montaż czujnika temperatury koło łączników światła ma sens), ale jak to w życiu „teoria i praktyka to tylko teoretycznie to samo” 😉

Przeanalizuj poniższy rysunek. Zwróć uwagę, że pomieszczenia ogrzewane są za pomocą wodnych grzejników CO. Gdzie twoim zdaniem powinno się umieścić czujnik temperatury? Przy drzwiach, czy przy grzejniku?

W jakim miejscu zamocować termostat?Ponieważ w omawianej sytuacji mieliśmy do czynienia z nowym mieszkaniem (przed położeniem tynków) i sterownik ogrzewania, który wybraliśmy ma czujnik temperatury podłączany za pomocą przewodu więc przygotowaliśmy instalację tak, aby zgodnie z zaleceniami wielu producentów pomiar temperatury dokonywać koło łączników światła.

Termostat - sposób zabudowy czujnika temperatury

Niestety, przy ogrzewaniu grzejnikami tak umieszczony czujnik temperatury się nie sprawdził 🙁 (co nie oznacza, że byłby zły przy ogrzewaniu podłogowym). W pokojach, szczególnie nocą był dyskomfort cieplny i odczuwało się na przemian fale zimna i ciepła. Jak to możliwe? Nic na słowo – na poparcie tych słów mam dane. Przeanalizuj poniższy wykres, na którym w aplikacji Home Assistant przedstawione zostały wskazania temperatur z obu czujników. Kolorem żółtym, zaznaczona jest temperatura rejestrowana przez czujnik koło drzwi, natomiast kolor fioletowy pokazuje temperaturę jaka w tym samym czasie została zmierzona przez czujnik znajdujący się koło okna (zamocowany do parapetu blisko grzejnika).

Inteligentny Termostat thermoBox - wykres temperatury z dwóch sond

Zwróć uwagę, że różnica pomiędzy wskazaniami obu czujników wynosi ponad 1,5 oC i to w sytuacji, gdzie ogrzewaniem steruje czujnik znajdujący się koło grzejnika. Obecnie grzejnik jest załączany częściej, ale na krótsze okresy czasu dzięki czemu utrzymuje w pomieszczeniu mniej więcej stałą wartość odczuwalnej temperatury. Gdy ogrzewaniem sterował czujnik znajdujący się koło drzwi, wówczas przez pomieszczenie „przechodziły” odczuwalne fale zimna i gorąca. Wówczas (niestety nie mam tego na wykresach) różnica temperatur pomiędzy czujnikami wynosiła ponad 3 oC co było odczuwalne dla przebywających w pomieszczeniu osób. Na nasze szczęście, wybrany przez nas termostat umożliwia podłączenie dwóch zewnętrznych czujników temperatury, dzięki czemu mogliśmy dołożyć czujnik koło okna a w oprogramowaniu ustawić, aby czujnik pod oknem był czujnikiem głównym, natomiast czujnik przy drzwiach pełni funkcję czujnika bezpieczeństwa.

Jak widzisz na moim przykładzie nie ma uniwersalnego miejsca montażu czujników temperatury i nie powinno się bezrefleksyjnie zgadzać na każdą propozycję jaką w tym temacie złoży Ci instalator. Pamiętaj, to Ty będziesz mieszkał i użytkował dom, lub mieszkanie i albo będziesz zadowolony z komfortu temperaturowego, albo będziesz psioczył na nowoczesne rozwiązania z łezką w oku wspominając tradycyjne zawory termostatyczne, które dokonywały pomiaru temperatury w miejscu w jakim były zainstalowane a więc przy grzejniku.

Jak zrobić, aby grzejnik wyłączał się, gdy otwieram okno?

Tym pytaniem przechodzimy do bardziej zaawansowanych rozwiązań sterowania ogrzewaniem. Omawiać będziemy rozwiązania, które mogą być niezależnymi systemami sterowania ogrzewaniem, ale będziemy również analizować systemy, które mogą pełnić niezależne funkcje, lub być częścią większej całości np. systemu Inteligentnego Domu. Nie masz się co obawiać, nie będziemy omawiać wszystkich dostępnych na rynku rozwiązań 🙂 Omówię pewne idee, pomysły i sposoby, które umożliwiają sprawne i wygodne sterowanie ogrzewaniem.

W tym artykule podkreślam to wielokrotnie – właściwego doboru rozwiązania pod Twoje potrzeby musisz dokonać samodzielnie. Warto dodać, że dobrze przemyślana automatyzacja ogrzewania nie musi być droga i może być wykonana praktycznie w dowolnym momencie (w nowo budowanym, remontowanym, lub tętniącym życiem obiekcie). Ważne, aby zagadnienie zostało dobrze przemyślane a wybrane rozwiązanie nie było przypadkowe, lecz aby było optymalnie dobrane pod oczekiwania przyszłych użytkowników (nie tylko Twoje, lecz wszystkich mieszkańców).

Wspomniałem, że automatyzacja ogrzewania nie musi być droga, ale powiedzmy szczerze, jeśli ma działać to trzeba liczyć się z wydatkami kilkuset złotych na jeden grzejnik, obwód podłogówki, lub inne źródło ciepła. Czy można taniej? Tak można, ale musisz zdawać sobie sprawę, że będą to rozwiązania wątpliwej jakości, które raczej nadają się dla majsterkowiczów, czyli osób których nie przeraża, że coś nagle przestało działać (w pomieszczeniu jest zimno, lub gorąco). Osoby takie cieszą się na samą myśl o możliwości „grzebania” poprawiania i zmieniania różnych elementów systemu, lub oprogramowania. Radość sprawia im, że samodzielnie znaleźli rozwiązanie i uzyskali podobną funkcjonalność za dużo niższą kwotę. Szanuję takie podejście, ale zarówno u siebie jak i osobom, którym doradzam dobieram rozwiązania, które wspierają idee „założyć i zapomnieć”. Raz uruchomiona automatyka powinna działać i odciążać człowieka a nie dokładać mu nowych zadań w postaci napraw.

Wracając do tematu sterowania ogrzewaniem często otrzymuje od inwestorów pytanie, czy można zrobić tak, aby grzejnik został wyłączony w momencie otwarcia okna, lub drzwi balkonowych? Tak, można taką funkcję dość łatwo wykonać i moim zdaniem (wbrew opinii wielu osób) nie jest to „fanaberia”, lecz uzasadniona funkcjonalność. Dlaczego nie traktuję tego jako bajer? Z dwóch powodów:

  • w jakimś stopniu przyczynia się do oszczędności na energii cieplnej,
  • w czasach bardzo wysokich kosztów ogrzewania daje użytkownikom poczucie, że mimo wszystko robią coś, aby zmniejszyć rachunki za ogrzewanie.

Nie będę dyskutował nad ekonomiczną opłacalnością tego rozwiązania, ponieważ w jednym przypadku uzyskane oszczędności pokryją nakłady finansowe poniesione na automatykę, a w innym nie. Pamiętajmy jednak, że nie wszystko co robimy musi mieć uzasadnienie ekonomiczne. Czasami po prostu coś chcemy i jesteśmy gotowi za to zapłacić.

W jaki sposób można niedrogo zrealizować taką funkcjonalność (otwarcie okna = wyłączenie ogrzewania)? Sposobów jest kilka i jak zapewne słusznie się domyślasz nie ma jednego, uniwersalnego i najlepszego rozwiązania. Każde trzeba indywidualnie dobrać do sytuacji jaką mamy w danym lokalu. Zacząć należy od zastanowienia się w jaki sposób ciepło jest rozprowadzane po pomieszczeniu. Jeśli system grzewczy ma dużą bezwładność np. ogrzewanie podłogowe, wówczas takie sterowanie nie ma sensu. Ale warto rozważyć tą funkcjonalność, jeśli pomieszczenie ogrzewamy za pomocą grzejników, podczerwieni, lub nadmuchu ciepłego powietrza. Automatycznie wyłączyć grzejnik otwierając okno można zrobić na kilka sposobów, ale zanim przejdziemy do ich omawiania przeanalizuj poniższy wykres:

Smart termostat thermoBox analiza rozkładu temperatury w pomieszczeniu

Powyższy wykres przedstawia omawiane już mieszkanie i jak widzisz również w tym wypadku odczytana przez „termostat” temperatura zależy od miejsca zainstalowania czujnika temperatury. W omawianym przypadku czujnik przy oknie (fioletowa linia) bardzo szybko wykrywa spadek temperatury (w tym wypadku, aż o 5 oC bo z 22 na około 17 oC ), natomiast czujnik umieszczony przy drzwiach ledwie zareagował. Zwracam na to Twoją uwagę, ponieważ automatyzację sterowania ogrzewaniem w zależności od położenia (zamknięcia, otwarcia) okna, lub drzwi balkonowych można wykonać na kilka sposobów.

Czujnik otwartego okna

Najpopularniejszym rozwiązaniem jest umieszczenie na oknie dedykowanego czujnika (najczęściej kontaktronu), który przekaże do systemu sterowania ogrzewaniem informację, że okno zostało otwarte. W niektórych (zamkniętych) systemach sterowania ogrzewaniem zdarza się, że termostaty mają możliwość rozbudowy o systemowe (przewodowe, lub zasilane z baterii, lub z miniaturowego panela fotowoltaicznego) czujniki otwarcia okna (najczęściej kontaktrony), natomiast w bardziej zaawansowanych rozwiązaniach (otwartych) do wyłączenia grzejnika można użyć czujnika (kontaktronu) systemu alarmowego, który najczęściej już jest jest zamontowany w budynku i znajduje się na oknie, lub drzwiach, albo jest fabrycznie wbudowany w ramę. O czym warto pamiętać?

  • automatyka wyłączająca grzejnik (szczególnie w przypadku wodnych systemów grzewczych) musi mieć funkcję, która zabezpieczy instalację przez zamarznięciem na wypadek, gdyby z jakichś powodów okno podczas silnych mrozów było otwarte przez dłuższy czas, lub gdyby np. została rozbita szyba.
  • Automatyka powinna nie reagować na chwilowe (2 – 5 sekundowe) otwarcia okna np. w celu wypuszczenia na balkon psa, czy kota,
  • powinna nie reagować na bardzo szybko postępujące po sobie sygnały zamykania i otwierania okna. Do takich sytuacji może dochodzić, gdy w oknie ustawimy mikrowentylację a w budynku wystąpi przeciąg, lub na dworze są silne podmuchy wiatru. W takich sytuacjach skrzydło drzwi balkonowych, lub okna potrafi dość szybko drgać generując do systemu mylne komunikaty.
  • Należy przewidzieć sytuację, w której z jakichś powodów czujnik otwarcia okna ulega uszkodzeniu a do termostatu błędnie przekazywana jest informacja, że okno zostało otwarte. W takiej sytuacji do czasu naprawy czujnika system wyłączy ogrzewanie w danym pomieszczeniu. Z tego powodu w systemie powinna być przewidziana prosta w obsłudze możliwość wyłączenia zależności otwartego okna od stanu grzejnika. Prosta, ponieważ doświadczenie pokazuje, że jeśli już coś się wydarza, to w najmniej oczekiwanym momencie np. w sytuacji, gdy domownicy są na jakimś wyjeździe a w domu pod opieką np. Babci pozostają dzieci. Awaryjne sterowanie ogrzewaniem powinno być na tyle proste, aby starsza osoba poradziła sobie z jego uruchomieniem.

UWAGA!

W tym miejscu należy przestrzec przed „dobrymi radami” niektórych „fachowców”, którzy namawiają inwestora, aby niepotrzebnie nie przepłacał w moduł rozszerzeń centrali alarmowej i proponują wykonanie równoległych połączeń pomiędzy kontaktronem systemu alarmowego i systemu ogrzewania – przecież to tylko sygnał. Co gorsza z tego typu sugestiami spotkałem się na kilku szkoleniach przeprowadzanych przez producentów wydawałoby się całkiem dobrych i znanych systemów automatyki domowej. Z elektrycznego punktu widzenia to będzie działać, ale TAK NIE WOLNO ROBIĆ!

Niestety wiem, że takie rozwiązania są praktykowane najczęściej tam, gdzie instalację wykonuje się po najniższych kosztach, najczęściej jako „fuchę” i jak powie niejeden elektryk przecież tak producent mówił na szkoleniu. Przestrzegam przed takimi praktykami bo to instalator i inwestor a nie producent poniesie konsekwencje. Jeśli ktokolwiek dokona ingerencji w system alarmowy (a takie połączenie jest poważną nieautoryzowaną przez producenta alarmu zmianą, która skutkuje utratą Grade) to w razie włamania ubezpieczyciel i agencja ochrony nie ponoszą odpowiedzialności za działanie alarmu. Dlaczego jest to takie ważne? Nie będę tego zagadnienia szczegółowo omawiał, ale rozmawiając o systemach alarmowych należy zapoznać się z dwiema normami: PN-EN 50131-1:2009/IS2:2011 – wersja polska i PN-EN 50130-5:2012 – wersja angielska, w których znajdziesz opisane cztery stopnie zabezpieczeń: Grade 1; Grade 2; Grade 3 i Grade 4. Producenci porządnych systemów alarmowych umożliwiają wykorzystanie informacji z swoich czujników np. czujnika ruchu, otwarcia okna itd., ale należy podłączać się pod specjalne dedykowane temu wyjścia w które wyposażona jest centrala alarmowa, lub należy do niej dokupić specjalne karty zwane też modułami rozszerzeń, lub ekspanderami. Ale zobaczmy jaki jest drugi sposób?

Analiza temperatury

Innym sposobem wykonania automatyki, która wyłączy ogrzewanie w przypadku otwarcia okna jest analiza temperatury panującej w pomieszczeniu. Takie rozwiązanie jest możliwe tylko w sytuacji, gdy czujnik temperatury umieszczony jest przy samym oknie. To rozwiązanie nie jest ani lepsze, ani gorsze od opisanego powyżej. Jest inne. I jak każde rozwiązanie ma swoje wady i zalety.

W tym rozwiązaniu mówimy o programowej analizie temperatury i stworzeniu warunków w których, przy nagłym obniżeniu panującej w pomieszczeniu temperatury grzejnik, lub inne źródło ciepła zostanie automatycznie wyłączone na określony czas np. 10 minut. Aby lepiej zrozumieć omawiane rozwiązanie przeanalizuj poniższy wykres, na którym niebieską linią zaznaczony jest gwałtowny spadek temperatury spowodowany wietrzeniem pomieszczenia.

Termostat Blebox. Porównanie wskazań dwóch czujników temperatury

Decydując się na ten rodzaj sterowania musisz dodatkowo uwzględnić, że nie masz informacji o fizycznym położeniu skrzydła drzwi, lub okna. Sterowanie opiera się na przyjętych założeniach:

  • ponieważ jest sezon grzewczy, wiec temperatura na zewnątrz jest dużo niższa niż temperatura w ogrzewanym pomieszczeniu,
  • gdy okno, lub drzwi zostaną otwarte, to temperatura w pomieszczeniu zacznie się dość gwałtownie obniżać.

W tym sposobie sterowania jest duże ALE, bo tak naprawdę to nie wiemy kiedy okno, lub drzwi balkonowe zostaną zamknięte. Jak widzisz na powyższym wykresie czujnik temperatury umieszczony przy oknie wykrył gwałtowne ochłodzenie i jeśli wyłączy źródło ciepła np. grzejnik, to do pomieszczenia nie będzie dostarczane ciepło. Ponieważ w pomieszczeniu ściany, meble itp. rzeczy są nagrzane (mają mniej więcej stałą temperaturę pokojową) to po zamknięciu okna temperatura w pomieszczeniu będzie się podnosić, ale będzie się to działo bardzo wolno. Dlatego, przy tym sposobie sterowania przyjmuje się wyłącznik czasowy (najczęściej realizuje się to funkcją programową), który po wykryciu przez termostat gwałtownego spadku temperatury wyłącza źródło ciepła na z góry określony czas. W tego typu sterowaniu dobrze jest przewidzieć możliwość szybszego, ręcznego włączenia ogrzewania np. zamykając okno, ręcznie włączam ogrzewanie. Tego typu rozwiązania sprawdzają się, jeśli w domu np. w przedpokoju jest na ścianie przymocowany tablet na którym wystarczy jedno kliknięcie, aby ogrzewanie zostało włączone.

Nie można zapominać o funkcjonalności, która w razie nieprzewidzianych wypadków automatycznie włączy ogrzewanie, gdy temperatura w pomieszczeniu przez jakiś czas będzie się utrzymywać na bardzo niskim poziomie np. 5 oC (np. wybita szyba).

Osoba, która zwraca uwagę na szczegóły zapewne zauważyła, że kilkukrotnie w powyższym tekście zostawiłem niedomówienia pisząc o pewnej automatyzacji, logikach, lub ustawieniach termostatu. Temat jest ważny i zostanie omówiony w dalszej części artykułu, ale teraz omówmy:

Jak termostat steruje ogrzewaniem?

Musimy rozróżnić dwie sprawy:

  • sterowanie bezpośrednio źródłem ciepła,
  • sterowanie wodnym ogrzewaniem CO.

Gdy termostat steruje bezpośrednio źródłem ciepła

Jeśli pomieszczenie ogrzewane jest bezpośrednio przez elektryczny grzejnik, promiennik podczerwieni, itp. to najczęściej sterujemy nim za pomocą włącz/wyłącz, czyli podajemy, lub wyłączamy zasilanie. Tego rodzaju sterowanie jest najbardziej popularne (i najtańsze), ale dedykowane do najprostszych systemów grzewczych.

W bardziej skomplikowanych układach termostat steruje nie tylko włączeniem i wyłączeniem ogrzewania, ale również mocą źródła ciepła. Możliwych rozwiązań jest wiele i należy każdorazowo dobierać je do rodzaju źródła ciepła, ponieważ źle dobrane sterowanie w najlepszym wypadku nie będzie działać, ale należy mieć świadomość, że złe sterowanie może doprowadzić do uszkodzenia źródła ciepła.

Z elektrycznego punktu widzenia najłatwiej jest sterować rezystancyjnymi źródłami ciepła, czyli grzałką. Mam na myśli grzałki powietrzne, oraz wodne. W takich układach łatwo można sterować ich mocą np.:

  • grzałka zawsze grzeje z pełną mocą, ale regulujemy jej czas pracy, czyli za pomocą częstotliwości włączeń i wyłączeń grzałki (w przypadku bardzo małych wartości histerezy warto rozważyć półprzewodnikowe układy sterujące np. przekaźniki, lub styczniki SSR) termostat utrzymuje zadaną temperaturę.
  • Za pomocą zmian w układzie zasilającym np. zmniejszając wartość napięcia, lub ograniczając prąd zmniejszamy dostarczaną do grzałki moc co przekłada się na ilość wydzielanego przez nią ciepła. Możemy również sterować mocą grzałek w bardziej zaawansowany sposób np. modulując zasilanie za pomocą np. PWM, PAM, itd.

W sprzedaży można również spotkać termostaty, które mają kilka wyjść i które umożliwiają załączanie różnych wyjść w zależności od panującej w pomieszczeniu temperatury. Tego typu rozwiązania wykorzystuje się jeśli mamy do dyspozycji zespół grzewczy złożony z kilku źródeł ciepła, lub jeśli mamy do czynienia np. z grzałkami, które mają odpowiednio wyprowadzone zaciski a poprzez podanie na nie napięcia reguluje się siłę grzania.

Czasami, z różnych względów zamiast stosować jeden termostat z kilkoma wyjściami za pomocą, których załącza się kolejne sekcje grzejne można zamontować kilka termostatów, przy czym każdy ma ustawioną inną temperaturę i steruje inną sekcją grzewczą.

UWAGA!

W niektórych rozwiązaniach np. elektryczne nagrzewnice niezależnie, czy mówimy o rozwiązaniach przemysłowych, czy o domowych „farelkach” należy upewnić się, czy sterowanie mocą jest bezpieczne. Zwracam na to Twoją uwagę, ponieważ te źródła ciepła poza grzałkami mają wbudowane wentylatory, które zapewniają odpowiednie chłodzenie grzałek. Regulując moc źródła ciepła powinniśmy zawsze uwzględniać pracę całego urządzenia i dobierać np. siłę nadmuchu do ilości wytwarzanego ciepła. Może okazać się, że w takim wypadku będzie konieczne niezależne sterowanie siłą nadmuchu (prędkością obrotową wentylatora) i mocą grzałki.

Jak termostat steruje CO

W Polsce najbardziej rozpowszechnioną formą dostarczania ciepła do domów i mieszkań jest wodny system grzewczy zwany Centralnym Ogrzewaniem w skrócie CO. W systemie tym najpopularniejszymi formami oddawania ciepła jest:

  • ogrzewanie grzejnikami,
  • ogrzewanie podłogowe.

W obu przypadkach mówimy tak naprawdę o dwóch typach termostatów.

  1. odpowiada za temperaturę czynnika transportującego ciepło, którym najczęściej jest woda. Termostat ten jest zintegrowany z źródłem ciepła i w tym artykule nie będę omawiał tego zagadnienia.
  2. Odpowiada za utrzymanie właściwej temperatury w danej strefie grzewczej np. pokoju.

W ramach przypomnienia. Jedno pomieszczenie może mieć kilka stref grzewczych (w różnych częściach mogą panować różne temperatury), jak również zdarza się, że jedna strefa grzewcza obejmuje kilka pomieszczeń (w ogrzewaniu podłogowym poza ciągami komunikacyjnymi np. przedpokoje zaleca się aby każde pomieszczenie miało swój termostat i przynajmniej jedną pętlę grzewczą).

W obu omawianych powyżej przypadkach (niezależnie, czy jest to grzejnik, czy ogrzewanie podłogowe) sterujemy przepływem czynnika grzewczego (ciepłej wody) przez obwód grzewczy (grzejnik, lub pętlę ogrzewania podłogowego) co w przypadku grzejnika możemy robić na dwa sposoby.

Głowica termostatyczna

jest pierwszym sposobem, który umożliwia płynną regulację ilości przepływającej przez obwód grzewczy wody (czynnika grzewczego) co w tradycyjnych rozwiązaniach realizowały dobrze znane głowice termostatyczne a w nowoczesnej automatyce realizują to zasilane najczęściej z baterii elektroniczne głowice grzejnikowe. Znaleźć je można również pod nazwą: Inteligentne głowice termostatyczne i innymi podobnymi nazwami marketingowymi (kreatywność ludzka nie zna granic).

Inteligentna głowica termostatyczna Netatmo Legrand

W tego typu rozwiązaniach głowica jest „samowystarczalnym termostatem”, ale jeśli producent daje taką możliwość to może też być częścią większego systemu automatyki i korzystać z zewnętrznych czujników temperatury. Aby oszczędzać baterie, w rozwiązaniach tego typu zastosowany jest silniczek, który w zależności od potrzeb zwiększa (otwiera zawór), lub zmniejsza (zamyka zawór) ilość przepływającego przez obwód czynnika grzewczego (po naszemu 😉 ilość przepływającej przez grzejnik wody). Tu muszę zwrócić uwagę, że silniczki głowicach pracują różnie. Jeśli będziemy w tych samych warunkach porównywać głowice różnych producentów to okaże się, że różnica wytwarzanego podczas pracy hałasu jest znaczna. Do tego dochodzi układ mebli w pomieszczeniu. Inaczej, gdy zawór grzejnika jest oddalony o kilka metrów od głowy śpiącej osoby, a inaczej jak znajduje się tuż koło poduszki i do tego dołóżmy jeszcze różną wrażliwość człowieka na dźwięki, które nas otaczają podczas snu. Znam osobę, którą kilkukrotnie potrafiła obudzić pracująca w nocy głowica zaworu grzejnikowego (przez grzeczność nie podam modelu, ani producenta – przyjmijmy, że wszystkie trzy testowane głowice były wadliwe…). I to jeszcze nie koniec. Kolejną rzeczą na którą warto zwrócić uwagę jest rodzaj zasilania. Większość elektronicznych głowic termostatycznych zasilana jest z baterii i tu znów nie ma reguły. Jedne na baterii będą pracowały kilka sezonów, a inne trzeba wymieniać co kilka tygodni. Po prawdzie sporo zależy od jakości baterii, ale główny czynnik to ustawienia użytkownika, czyli częstotliwość działania takiej elektronicznej głowicy termostatycznej. Jeśli ustawimy sporo harmonogramów zmian temperatury to skrócimy czas pracy na bateriach, a baterie też kosztują wiec trzeba to uwzględnić w całej kalkulacji. Niestety znam przypadki (i nie są to odosobnione) w których głowica „się gubiła” i potrafiła nawet kilka razy w ciągu doby przeprowadzić proces autokalibracji. Pomijam hałas jaki w nocy przy tym generowała i zachwiania temperatury w pokoju, ale miało to duży wpływ na zużycie baterii. I te niespodzianki, gdy na słabej baterii głowica kilka razy robi autokalibrację i bateria pada 🙁 Cóż głowica w jakimś położeniu nie ma już siły otworzyć ani zamknąć zaworu (pół biedy gdy ma jakieś środkowe położenie) a kilka razy się zdarzało, że po powrocie z pracy w pokoju zimnica. Cóż baterie padły 🙁 albo w nocy niezapowiedziana pobudka… Uff jak gorąco – no tak baterie padły 🙁 Przecież jest inteligentne sterowanie – automatyzacja… W związku z tym część osób posiadających elektroniczne, czy też radiowe głowice termostatyczne wybiera rozwiązania do których można dokupić zasilacz (niestety bardzo ciężko jest takie głowice znaleźć), więc we własnym zakresie ludzie dorabiają zasilacze i podłączają je do głowic, ale w takim razie po co montować elektroniczne głowice grzejnikowe? Przecież ich zaletą była praca na baterii. Jeśli ma być przewód z zasilaniem to, czy nie lepiej od razu wybrać rozwiązania wymagające zasilania? Zobaczmy jakie możliwości daje nam:

Elektrozawór

lub siłownik termiczny, ale można go również spotkać pod nazwą: Napęd termiczny. Tu od razu wyjaśniam ludziom z branży, że artykuł dedykowany jest dla osób, które nie są w tym temacie ekspertami i jeśli coś otwiera i zamyka jakiś zawór pod wpływem prądu to dla nich jest to elektrozawór 😉 więc wybaczcie niekiedy potoczne słownictwo użyte w artykule. Jest urządzeniem, które sterowane elektrycznie przez podanie napięcia może w pełni otworzyć, lub zamknąć zawór. Siłowniki termiczne (dlaczego nie posługuję się nazwą elektrozawory wyjaśnię później) stosuje się do sterowania wodnym ogrzewaniem podłogowym, oraz do sterowania grzejnikami. Ponieważ są elementem wykonawczym do poprawnej pracy potrzebują jednostki sterującej jaką jest np. termostat.

Siłownik termiczny TWA Danfoss

Siłowniki termiczne produkowane są w różnych kształtach i technologiach wykonania. Występują w wersji NO (Normalnie Otwarty), lub NC (Normalnie Zamknięty). O co chodzi z tym NO i NC? Mówimy tu o pozycji w jakiej znajduje się zawór jeśli siłownik nie będzie podłączony do zasilania. W przypadku braku zasilania siłownik termiczny NO całkowicie otworzy zawór, natomiast napęd termiczny NC odwrotnie, zamknie zawór. Napięcie zasilania w większości produktów jest znormalizowane 24 lub 230 V AC, ale jak dobrze poszukasz to znajdziesz i inne „wynalazki”. Warto podkreślić, że siłowniki termiczne różnią się nie tylko wyglądem zewnętrznym, ale i budową wewnętrzną. Większość dostępnych w sprzedaży ma budowę opartą o element grzejny (dostarczając zasilanie miniaturowa grzałka podgrzewa np. bimetal, który rozszerzając się pomału otwiera, lub kurcząc się zamyka zawór (cykl trwa około 2 – 3 minut), ale nie jest to regułą. Są również rozwiązania oparte o działanie elektromagnesu (elektrozawory), czyli cykl pełnego otwarcia, lub zamknięcia jest szybki, ale powoduje pewne dźwięki, które mniej więcej możemy porównać do kliknięcia biurowego długopisu. Czy to głośno?

Proponuję proste doświadczenie. Weź trzy, lub cztery długopisy, ale  takie z przyciskiem do załączania 😉 i wieczorem, gdy będzie już cisza poproś kogoś, aby w sąsiednim pokoju zaczął je wyłączać i wyłączać. Pojedynczy klik może nie jest głośny, ale powtarzające się kliknięcia potrafią denerwować. Właśnie dlatego większość dostępnych mieszkaniowych rozwiązań jest wykonywana w oparciu o element grzejny, gdzie otwarcie i zamknięcie zaworu jest bezgłośne. Przykładowo siłownik termiczny TWA (piszę o nich bo je znam i mam zamontowane w domu, ale jest również wiele innych dobrych jakościowo siłowników termicznych innych producentów) do wykonania pełnego otwarcia, lub pełnego zamknięcia zaworu potrzebuje około 3 minut – przypominam nie da się ustawić stanów pośrednich np. półotwarty. Siłowniki termiczne są, albo zamknięte, albo otwarte. Jak pokazują pytania, które dostaję podczas prowadzonych szkoleń to właśnie kilkuminutowy czas otwarcia i zamknięcia zaworu budzi największe obawy przyszłych użytkowników. Czy sterowanie grzejnikiem na zasadzie w pełni otwarty, lub w pełni zamknięty pozwoli utrzymać w pomieszczeniu komfortową temperaturę? Przeanalizuj poniższy wykres, który przedstawia zmiany temperatury (jakie mają miejsce w omawianym już w tym artykule mieszkaniu), gdzie czujnik temperatury sterujący poprzez termostat siłownikiem termicznym jest umieszczony blisko grzejnika (siłownik termiczny zamiast tradycyjnej głowicy termostatycznej znajduje się na grzejniku).

Wykres temperatury pokazujący proces sterowania grzejnikiem przez termostat thermoBox

Jak widzisz na wykresie w omawianym już wcześniej pomieszczeniu termostat ustawiony jest na 22 oC a histereza 0,2 oC (niski próg – 0,1 a wysoki próg 0,1 oC) dzięki czemu, gdy temperatura w pomieszczeniu spadnie poniżej 21,9 oC termostat podaje sygnał do załączenia siłownika termicznego. Siłownik do pełnego otwarcia zaworu potrzebuje około trzech minut, ale nawet gdyby się otwarł natychmiast to przecież i tak nie odczujemy natychmiast zmiany temperatury więc w tym układzie te trzy minuty są pomijalne. Poza tym już po chwili siłownik termiczny pomału zaczyna napełniać grzejnik ciepłą wodą i grzejnik staje się letni a po chwili ciepły. Trwa to do czasu, aż termostat nie wykryje przekroczenia 22,1 oC bo po przekroczeniu tej wartości temperatury w naszym przypadku zaczyna zamykać zawór co trwa znów około trzech minut. Ponieważ grzejnik jest napełniony ciepłą wodą oddaje temperaturę do otoczenia w dalszym ciągu nagrzewając pomieszczenie i jak widać na wykresie potrafi jeszcze mieć bezwładność około 0,5 oC (jest to uzależnione od pojemności cieplnej grzejnika i wielkości pomieszczenia). Ale przypomnij sobie wcześniej omawiane wykresy (omawiałem je przy zagadnieniu miejsca w jakim należy umieścić czujnik temperatury). Czym dalej od grzejnika, tym bardziej ujednolica się temperatura więc w praktyce przedstawione powyżej sterowanie zapewnia dobry komfort cieplny tak, że przebywający w pomieszczeniu człowiek nie odczuwa tych drobnych wahnięć temperatury.

Temat czasu otwierania i zamykania siłowników termicznych przy ogrzewaniu podłogowym praktycznie nie istnieje ponieważ podłogówka ma tak dużą bezwładność, że te kilka minut w praktyce nie robi żadnej różnicy. Wspomniałem, że są dwa typy siłowników termicznych NO i NC powstaje więc pytanie:

Kiedy stosować siłownik termiczny NO a kiedy NC?

Przypomnę rozmawiając o elektrozaworach, lub siłownikach termicznych rozróżniamy dwa typy:

  • NO – normalnie otwarty – przy braku zasilania zawór jest otwarty, ale gdy podamy zasilanie zawór się zamyka,
  • NC – normalnie zamknięty –  przy braku zasilania zawór jest zamknięty, ale gdy podamy zasilanie zawór się otwiera.

Rozmawiając o wodnej instalacji CO musimy wrócić do pytania o źródło ciepła. Jeśli budynek jest ogrzewany elektrycznym, gazowym, olejowym źródłem ciepła to wybór typu siłownika jest obojętny, ale jeśli budynek jest opalany paliwem stałym np. węglem (w dowolnej formie: miał, ekogroszek, kamienny itd.), drzewem, peletem itd. to w instalacji CO musimy przewidzieć jedną sytuację. Co w przypadku braku zasilania? Co w przypadku, gdy w kotle na palenisku znajduje się duża ilość żaru i właśnie została podana nowa dawka opału a tu jest zanik zasilania? W jakiś sposób trzeba z stałopalnego kotła odprowadzić nadmiar ciepła. Aby to zrobić do pompek CO stosuje się odpowiednio dobrane UPS – pisałem o tym w artykule: UPS do domku, czyli awaryjne zasilanie rolet i pieca CO – tylko co po zasilaniu awaryjnym pompek CO jeśli siłowniki termiczne zamkną wszystkie grzejniki? Pompka nie ma gdzie tłoczyć gorącej wody. W praktyce bez specjalnie przygotowanej instalacji elektrycznej ciężko jest doprowadzić awaryjne zasilanie z UPS do siłowników termicznych – zresztą szkoda zużywać energii z UPS-a. Właśnie w takich instalacjach albo stosuje się jeden, lub dwa grzejniki bez żadnej regulacji, zawsze są otwarte (mają stały przepływ czynnika grzewczego) co często nie jest komfortowe, albo kilka zaworów w instalacji jest typu NO (normalnie otwarty). Wówczas, w przypadku braku zasilania zawór się automatycznie otwiera i pompka CO (o ile ma zasilanie awaryjne) ma gdzie tłoczyć gorącą wodę i odbierać nadmiar energii z kotła CO. Siłowniki typu NO mogą również przydać się w wodnych instalacjach CO zasilanych np. z miejskich ciepłowni. Jesienią zawsze są zalecenia, aby we wszystkich grzejnikach otworzyć zawory w celu odpowietrzenia. Gdy siłownik jest NO nie ma problemu, jeśli jest NC to trzeba pamiętać, aby odpowiednio ustawić termostat, który musi zasilić siłownik termiczny. Utrzymywanie siłowników NC otwartych przez cały sezon letni mija się z celem ponieważ każdy siłownik pobiera troszkę energii najczęściej około 2 W, co w ciągu doby daje niewiele bo zaledwie 48 Wh, lecz w skali jednego miesiąca otrzymujemy około 1 444 Wh a więc 1,44 kW. I tu dochodzimy do pytania:

Czy automatyzacja sterowania temperaturą się opłaca?

Przecież to wszystko zużywa prąd? Cała nasza nowoczesność, sterowniki, smart urządzenia itd. zapewniają wygodę, bycie on-line, ale zużywają energię elektryczną co każdy z nas dostrzega na swoich rachunkach. Obliczenie rzeczywistego kosztu energii elektrycznej zużytej przez siłownik w skali np. miesiąca jest niezmiernie trudne. Owszem, mając odpowiednio zaawansowane systemy sterowania ogrzewaniem można np. z baz danych wyciągnąć i przeanalizować informacje z których ustalimy łączny czas pracy siłownika, ale jest to dość kłopotliwe i czasochłonne. Rozważając teoretycznie i mówiąc o przyszłości nic nie ustalimy, ponieważ nie wiemy jaka będzie pogoda, jak bardzo będzie wychładzany budynek, jaka będzie temperatura czynnika grzewczego np. wody (w domku jednorodzinnym jeszcze to da się przewidzieć, ale jeśli zasilanie jest z miejskiej ciepłowni?) i jaka będzie temperatura ustawiona przez użytkownika? Bez precyzyjnych danych o przeszłości również niewiele możemy powiedzieć o ilości energii jaką zużyły siłowniki termiczne. Możemy jedynie na podstawie jakiejś próbki danych szacować z mniejszym, lub większym poziomem błędu całościowe zużycie. Do tego trzeba uwzględnić typ siłownika NC a może NO? Przecież jeden zużywa „prąd”, gdy jest zamknięty a drugi gdy jest otwarty. Dopiero uwzględniając te wszystkie parametry można realnie zabrać się za wyliczenia zużycia „prądu”. Spróbujmy 😉

Poniższe wykresy przedstawiają warunki zewnętrzne jakie panowały 16 lutego 2023 r. w ciągu 6 godzin dla jakich robię poniższe wyliczenia.

Stacja pogodowa Blebox tempSensor PRO i windSensor

W analizowanym okresie temperatura w pomieszczeniu ustawiona była na 22 oC, zawór typu NC (normalnie zamknięty), który podczas pracy (grzejnik grzeje) pobiera 2 W. Poniższy wykres przedstawia w jaki sposób działał termostat zainstalowany w pokoju (czujnik temperatury zainstalowany koło grzejnika).

Analiza włączenia siłownika termicznego przez termostat w okresie 6 godzinPomarańczowe słupki na powyższym wykresie to okresy, w których siłownik termiczny był załączony wiec pobierał energię elektryczną (grzejnik napełniał się gorącą wodą). Z wykresu graficznego ciężko jest odczytać dokładne czasy, ale w aplikacji gdy najeżdżam na poszczególne wykresy mam dokładne informacje, które przedstawiam poniżej:

  • pierwsze grzanie 12:29:55 do 12:36:10 czyli 6 min 15 sek
  • drugie grzanie 13:53:51 do 14:01:41 czyli 7 min 50 sek
  • trzecie grzanie 15:11:47 do 15:18:27 czyli 6 min 40 sek
  • czwarte grzanie 16:24:49 do 16:31:59 czyli 6 min 10 sek
  • piąte grzanie 17:30:35 do 17:38:25 czyli 7 min 50 sek

Podsumowując. W rozpatrywanym okresie siłownik termiczny o mocy 2 W był załączony łącznie przez 34 minuty i 45 sekund więc zaokrąglijmy to do 35 minut i zużył 1,16 Wh. Przypominam jednostką rozliczenia z energetyką jest 1 kWh, czyli 1 000 Wh. Moim zdaniem szkoda czasu na takie obliczenia – lepiej przez godzinkę, lub dwie zająć się porządną pracą a zarobiona kwota powinna pokryć roczny rachunek za prąd zużyty przez normalnie działające siłowniki termiczne w przeciętnym domu, lub mieszkaniu.

Jeśli interesuje Cię, jak praca Twoich urządzeń przekłada się na wysokość rachunków za energię elektryczną zachęcam do skorzystania z bezpłatnego kalkulatora, który znajduje się w artykule: Jak obniżyć zużycie prądu – kalkulator?

W tym artykule pokazuje różne wykresy, piszę o bazach danych (co u większości osób wywołuje przerażenie i poczucie czegoś bardzo skomplikowanego – to tylko złudzenie obsługa w większości przypadków co pokażę w dalszej części artykułu jest dziecinnie prosta), ale czy takie informacje można wyciągnąć z każdego termostatu? Niestety nie. W rzeczywistości bardzo niewiele termostatów daje takie możliwości, ale jest duża grupa urządzeń, które umożliwiają podłączenie się do zewnętrznych systemów np. Home Assistant, które potocznie nazywamy urządzeniami typu Smart. Pojawia się pytanie:

Czy korzystanie z Smart urządzeń jest bezpieczne?

Nie wdając się zbytnio w „historię” producenci termostatów i ogólnie rozwiązań typu Smart obrali dwa kierunki rozwoju swoich urządzeń, które nazwijmy standardem: zamkniętym i otwartym.

  • Urządzenia wykonane w standardzie zamkniętym są autonomiczne (same sobie niezależne z niczym zewnętrznym np. dodatkowy czujnik temperatury nie współpracują), lub współpracują tylko w ramach zamkniętego systemu urządzeń wskazanych przez danego producenta.
  • Urządzenia wykonane w standardzie otwartym pracują tak samo jak te w standardzie zamkniętym, ale dodatkowo mają możliwość połączenia ich do różnych platform internetowych, które integrują pomiędzy sobą wielu różnych producentów. Z ich pomocą możemy zastosować np. czujnik temperatury producenta „A”, termostat producenta „B”, czujnik obecności producenta „C” i mimo, że żadne z tych urządzeń normalnie ze sobą nie współpracuje a co ciekawsze, że poszczególni producenci mogą nawet nic nie wiedzieć o swoich wyrobach to każdy z nich dał możliwość podłączenia swojego urządzenia (integracji) z oprogramowaniem internetowym firmy „D”. W związku z tym wystarczy kupić produkty producentów A; B; C i zgodnie z „instrukcją” podłączyć to do oprogramowania firmy D, aby wszystkie te produkty zaczęły ze sobą współpracować. Co ciekawe, mimo, że poszczególne produkty nie mają pewnych funkcjonalności to dzięki zewnętrznemu oprogramowaniu można stworzyć praktycznie własny system 🙂 Nie jest to trudne, ale wymaga pewnego zaangażowania i osoby, które zawodowo zajmują się takimi integracjami nazywane są Integratorami (w ramach jakiegoś standardu np. KNX; Home Assistant; DALI; itp. łączą pracę różnych urządzeń).

Który standard lepszy? Uważam, że nie można tego tak porównać. Lepszy dla kogo? Lepszy pod jakim względem? Każde rozwiązanie ma swoje wady i zalety a wybór najlepszego rozwiązania można dokonywać jedynie w kontekście konkretnych potrzeb klienta. Kłopot w tym, że klient/użytkownik najczęściej sam nie wie czego chce. Najczęściej chce, aby było tanio, szybko i, aby działało. Co gorsza większość klientów nie chce się angażować i rzetelnie porównywać dostępnych w sprzedaży rozwiązań (chyba boi się odpowiedzialności i podjęcia decyzji), nie dopytuje i nie weryfikuje otrzymanych odpowiedzi – co gorsza klienci bardzo rzadko pytają o konkretne rozwiązania których potrzebują. W efekcie klient ma to, co jest najkorzystniejsze dla sprzedającego, czyli na czym sprzedający najwięcej zarobi (uwaga – to nie oznacza, że musi to być drogie, często na tanich rzeczach sprzedający mają najwyższe marże) co przelicza się na ich wypłatę – i już wiemy co klient będzie miał zamontowane 🙂 Niezwykle rzadko spotkać można rzetelnego doradcę technicznego któremu zależy na tym, aby klient miał rozwiązanie dobrane najlepiej do swoich potrzeb. Powiem więcej w przypadku budownictwa mieszkaniowego i indywidualnego klienta a patrząc z punktu widzenia producenta, lub nawet dużego dystrybutora, który ma w swojej ofercie różne rozwiązania wartość inwestycji (nawet niech to będą produkty na cały domek o wartości kilkunastu tys. zł) jest tak mała, że szkoda się tym dłużej zajmować – przecież dla nich to jednorazowa transakcja, trzeba sprzedać to co zalega na półce i na czym mają zysk. Brutalne, ale niestety tak już ten nasz świat jest skonstruowany 🙁 Poza garstką hobbystów i fascynatów zdecydowana większość robi to z czego ma zysk. Wróćmy do tematu termostatów.

Apetyt rośnie w miarę jedzenia.

No właśnie i tu dochodzimy do ludzkiej natury. Ludzie ze sobą rozmawiają, chwalą się rozwiązaniami i omawiają nurtujące ich sprawy. W sezonie grzewczym koszty ogrzewania są corocznym tematem nr. 1. I się zaczyna 😉 A u sąsiada takie ładne wykresy są, czy u mnie też tak można? A u koleżanki to z telefonu zmienia się temperaturę nawet jak jej nie ma w domu – ja też tak chcę! U kolegi to się ogrzewanie „samo” dostosowuje do domowników a u mnie trzeba to ręcznie zmieniać, zautomatyzujmy to – zapłacę! A ja już słabo widzę a u sąsiadki to temperaturę na dużym ekranie na ścianie tak ładnie wyświetla…

Niestety w wielu przypadkach, gdy ktoś zdecydował się na standard zamknięty odpowiedź jest jedna (no dwie):

  1. U Pana/Pani się tak nie da.
  2. Ok, ale wymieniamy wszystkie urządzenia na inne.

Patrząc z punktu widzenia użytkownika, żadna z wyżej wymienionych odpowiedzi nie jest satysfakcjonująca, ale jeśli są zamontowane urządzenia w standardzie otwartym to już całkiem inna rozmowa 🙂

Internet otworzył przed ludźmi i produktami całkiem inne możliwości, ale wprowadził również pewne zagrożenia. Zacznę od zagrożeń do których zaliczyć musimy rozprzestrzeniające się różnymi metodami wirusy, złośliwe oprogramowanie itd. w skrócie oprogramowanie, którego celem najczęściej jest zainfekowanie urządzenia (nie tylko komputera, czy smartfona – to może być kamera, „inteligentna” żarówka, termostat i inne urządzenia, które mają podłączenie z Internetem), oraz dalsze rozprzestrzenianie się na kolejne urządzenia i realizowanie celu jaki im wyznaczył „twórca”. Cel ten najczęściej jest jeden związany z wykradzeniem naszych danych, które mogą przynieść zysk osobie, lub organizacji stojącej za stworzeniem złośliwego oprogramowania. Z zagrożeń tych trzeba zdawać sobie sprawę, ale nie ma co demonizować tematu ponieważ możemy się przed nimi dość skutecznie chronić. Ochronę zapewnia korzystanie z legalnego i zawsze aktualnego oprogramowania (cóż nawet jedno pirackie oprogramowanie może otworzyć drogę do zainfekowania np. komputera), oraz posiadanie aktywnego dobrego oprogramowania antywirusowego (najczęściej płatne rozwiązania). Mówiąc o bezpieczeństwie nie możemy zapominać o silnych hasłach np. do Wi-Fi i co ważne o podłączaniu np. do domowej bezprzewodowej sieci Wi-Fi tylko urządzeń, dla których producenci zapewniają aktualizację oprogramowania (to nie jest takie oczywiste).

Myślisz że przesadzam? Poszukaj w Internecie ile to już jest przypadków włamań za sprawą różnych SMART rozwiązań np.: artykuł na znanym portalu Niebezpiecznik: Żarówka gaśnie lub dziwnie mruga? To może być atak na Twoją sieć! Takich różnych wydawałoby się niestworzonych historii jest całkiem sporo. Dlaczego o tym piszę? Co to ma wspólnego z termostatami i ogrzewaniem?

Więcej niż myślisz. „Inteligentne” termostaty, głowice grzejnikowe, czujniki temperatury, lub inne urządzenia którymi sterujesz, lub których wartości np. temperaturę odczytujesz zdalnie przesyłają dane do Internetu (nawet, gdy wykonane są w standardzie zamkniętym) i tu dochodzimy do zagadnienia bezpieczeństwa tego przesyłu. Pytanie, czy i jak taka transmisja danych jest szyfrowana? Wiele osób nie myśli o tym, ale w dzisiejszych czasach jeśli chcesz mieć dobry nowoczesny sprzęt nie wystarczy zwracać uwagę na jego wygląd zewnętrzny, czy parametry elektryczne, ale trzeba również zainteresować się poziomem bezpieczeństwa jaki dane urządzenie zapewnia. Nie łudź się – instalator tego za Ciebie nie zweryfikuje – założy to co umie i na czym może zarobić.

Nie znam wszystkich dostępnych na rynku rozwiązań, ale gdy kilka lat temu szukałem do swojego domu urządzeń typu Smart (zagadnienie opisane w artykule: Smart Home – czy to realne w budynku z końcówki PRL? Cz. 1), dość dokładnie sprawdziłem ówczesny stan rynku, jakość urządzeń ich funkcjonalność, cenę i poziom zapewnianego bezpieczeństwa. Nie będę tu przytaczał znanych mi negatywnych przykładów (oprogramowanie się zmienia – co nie zawsze oznacza polepszenie i warto na bieżąco weryfikować informacje), ale jako swój przykład podam w kontekście bezpieczeństwa (bo to nie jedyny powód), dlaczego do sterowania w moim domu wybrałem termostaty thermoBox produkcji Blebox.

Blebox – szyfrowanie komunikacji:

Istnieje kilka rozwiązań, m.in. zaprezentowane przez polskich naukowców w Aalto University (Helsinki) rozwiązanie szyfrujące przeznaczone dla urządzeń bezprzewodowych, oparte o kryptografię krzywych eliptycznych. Nie wchodząc w kwestie ściśle techniczne (te można łatwo wygooglować), do chwili obecnej, nie powstało urządzenie lub program, mogący podszyć się pod tak zabezpieczoną transmisję i otworzyć roletę (bramę, drzwi, etc.) bez zezwolenia. Kryptografia krzywych eliptycznych wykorzystywana jest między innymi w pilotach produkowanych przez blebox.eu – ale też oknach dachowych FAKRO oraz wielu innych firmach i prawdopodobnie w przeciągu kilku lat stanie się standardem w branży.

Tu warto podkreślić, iż pierwszy sterownik do rolet na Wi-Fi opracowali i wdrożyli do produkcji Polacy z wrocławskiej firmy Blebox – jeszcze na przełomie roku 2013 i 2014 – pod marką shutterBox, który ma również możliwość sterowania lokalnego – czyli w przypadku awarii Internetu – będziemy w stanie otworzyć roletę albo zamknąć okno dachowe.

W najnowszej wersji sterownika do rolet Wi-Fi – shutterBox – zastosowano dedykowany mikrochip, który w czasie rzeczywistym analizuje parametry pracy silnika, pozwalając nie tylko na dokładne określenie pozycji rolety (z dokładnością do pojedynczych centymetrów), wykrycie awarii lub uszkodzenia pancerza (nie we wszystkich konstrukcjach rolety jest to możliwe) czy nawet sterowanie kontem wychylenia lamelek w żaluzjach. A to potrafią obecnie tylko dwa albo trzy produkty na Świecie.

Obsługa pilotów. Wydawałoby się oczywiste, a na palcach jednej ręki można policzyć urządzenia służące do sterowania roletami przy pomocy smartfonów i tabletów, które pozwalają także na sterowanie pilotem. A pilot zawsze się przydaje – głównie dla osób starszych.

Skoro mowa o pilota, warto wspomnieć, iż urządzenie shutterBox pozwala na podłączenie zarówno pilotów do rolet jak też bezprzewodowych nadajników bateryjnych – zarówno w formie gotowych przycisków (np. Simon 54 GO) jak też „pastylek” – pozwalających na dołączenie dowolnego przycisku lub połączenie rolet np. z instalacją alarmową. Z wykorzystaniem takich nadajników, łatwo jest też zrealizować funkcje typu centralne sterowanie rolet. Co warte dodania, komunikacji pomiędzy tymi pilotami a odbiornikiem zabezpieczona jest z wykorzystaniem wspomnianej wcześniej kryptografii krzywych eliptycznych.

Źródło: Blebox

Co prawda w wyżej przytoczonym tekście nie ma ani słowach o termostatach, ale obecnie piszę o bezpieczeństwie komunikacji pomiędzy urządzeniami SMART a czy komunikuje się sterownik roletowy, czy termostat pozostaje rzeczą drugorzędną, ponieważ oba te urządzenia działają w ramach tego samego systemu. Tylko, czy można wierzyć wszystkiemu co piszą producenci? Nie. Nie można. Materiały marketingowe często są delikatnie ujmując „koloryzowane” więc jak wielokrotnie podkreślam warto weryfikować, czy i jakie niezależne instytucje potwierdzają prawdziwość podanych informacji. W przypadku Blebox można dotrzeć do informacji, że wysokie standardy Blebox są również doceniane przez wojsko bo:

Centrum Badawcze Blebox sp. z o.o zarejestrowane jest w Systemie Kodyfikacyjnym NATO – NCS i posiada zdolność dostarczania rozwiązań na potrzeby Sił Zbrojnych RP oraz wojsk państw Sojuszu Północnoatlantyckiego. Infrastruktura Blebox sp. z o.o. spełnia wymogi bezpieczeństwa upoważniające do dostępu do informacji niejawnych (CTS/NS/NC/NR). Numer NCAGE nadany przez Wojskowe Centrum Normalizacji, Jakości i Kodyfikacji: 9A6BH

Źródło: https://blebox.eu/o-nas/

Przypominam. W powyższym tekście nie ma ani słowa o termostatach, ani o czujnikach temperatury, ale nie musi być o nich mowy. Szukałem informacji o standardzie komunikacji i metodzie szyfrowania informacji jakie są przesyłane pomiędzy poszczególnymi urządzeniami systemu, którego częścią są właśnie czujniki temperatury np. tempSensor; tempSensorAC; tempSensor PRO; czy termostat thermoBox. Pamiętaj, że artykuł piszę w oparciu o rozwiązania które znam i które stosuję. To nie znaczy, że nie ma innych dobrych, lub lepszych rozwiązań. Może są, ale sam musisz ich poszukać. W tym artykule opisuję pewne zagadnienia i pokazuję dlaczego dany parametr, lub funkcjonalność jest ważna, oraz jakie konsekwencje mogą mieć konkretne decyzje. Reszta należy do Ciebie. Sam (o ile uznasz to za potrzebne) musisz zweryfikować jak dane rozwiązanie np. szyfrowanie komunikacji jest realizowane przez różnych producentów. Gdzie szukać podobnych informacji? Googlować i pytać producentów. Wysyłać maile i weryfikować w innych źródłach otrzymane informacje. Tu przykład tego, że producenci sami chwalą się swoimi silnymi rozwiązaniami: https://blebox.eu/artykuly/sterownie-roletami/ Cóż, jeśli się chce mieć rzetelne informacje z odsianą „papką marketingową” to trzeba samemu trochę poszukać.

Skoro zagadnienia związane z bezprzewodowym przesyłaniem danych pomiędzy czujnikami temperatury, termostatami, Internetem tzw. chmurą mamy już choć pobieżnie omówione to teraz warto przejść do zagadnienia związanego z samymi zewnętrznymi platformami integracyjnymi.

Co lepsze Home Assistant, Google Home, Alexa, KNX, itd.

W Internecie znajdziesz całkiem sporą ilość różnych platform (może lepiej napisać systemów), które pozwalają na integrację produktów różnych producentów według określonych standardów i nie będę tu zachwalał jednego, czy drugiego bo samodzielnie musisz przejrzeć ich możliwości i stwierdzić, który dla Ciebie jest optymalny. Tu podzielę się tylko swoim subiektywnymi uwagami i pokażę przykłady z czego korzystam.

Obecnie w sektorze urządzeń Smart Home najbardziej popularnym i bezpłatnym systemem integracji jest Home Assistant. Dzięki ogromnemu zaangażowaniu społeczności programistów udało się stworzyć oprogramowanie w którym znajdziesz możliwość zintegrowania nawet takich standardów i takich firm jak: KNX, Google Assistant, Zigbbee, Shelly, Supla, Amazon Alexa, Blebox, BTicinjo, Daikin, Legrand, Netatmo, Philips Hue, Raspberry Pi, Somfy i wiele innych. Aby lepiej pokazać wartość jaką daje integracja np. Home Asisstant podam przykład dwóch firm, których produkty są dla siebie konkurencyjne np. Blebox i Netatmo. Dzięki zintegrowaniu z Home Assistant obu systemów można w Home Assistant odczytać wartość temperatury z temSensor Blebox i wysyłać do głowicy grzejnikowej Netatmo polecenia jak ma wysterować grzejnik. Taka integracja to naprawdę duże możliwości (często ograniczeniem jest nasza wyobraźnia i umiejętności osoby która to ustawia), ale musisz wiedzieć, że czasem:

Nie ma winnych

Niezależnie jak duże możliwości daje użycie zewnętrznych platform np. Home Assistant, to musisz zdawać sobie sprawę, że czasem właśnie przez integrację coś działało i nagle przestało. Nie ma winnych. Pamiętajmy, że poprzez integracje w prosty sposób tworzymy dość skomplikowany system automatyki domowej (tak, z prostego termostatu i sterowania ogrzewaniem wkroczyliśmy w Inteligentny Dom) w którym wszystko ma znaczenie. Wystarczy, że jeden z producentów (w tym momencie mówimy o oprogramowaniu), w jakiejś aktualizacji coś zmieni (a przecież aktualizacje oprogramowania to jakieś zmiany) a może okazać się, że w naszej misternie wykonanej i zaprogramowanej instalacji sterowania ogrzewaniem pojawią się błędy. Co gorsza samo się zepsuło, ale nic się nie zmieni póki sami nie namierzymy błędu i nie dokonamy do twórców właściwego oprogramowania odpowiedniego zgłoszenia. A czas płynie… Przy sprzyjających okolicznościach może okazać się, że po kilku dniach, lub tygodniach wydana zostanie aktualizacja, która przywraca naszą instalację do działania. Może okazać się również, że producent ma nasze uwagi w „poważaniu” i musimy rozwiązać swój problem sami (najczęściej się da, ale to już wymaga znajomości języków programowania i często oznacza konieczność każdorazowego wprowadzania własnych zmian do każdej aktualizacji danego oprogramowania).

Piszę o tym nie po to, aby Cię przestraszyć i zniechęcić, lecz po to, abyś zdawał sobie sprawę zarówno z zalet, ale i wad stosowania wspomnianych integracji niezależnie jakich platform i producentów będziesz chciał używać. Co robić? Nie wiem, to Ty musisz podjąć decyzje. Ja napiszę co robię u siebie w domu.

Nie lubię mieszać 😉

Zależy mi na niezawodności. Lubię korzystać z możliwości jakie daje mi technologia, lecz nie lubię siedzieć, naprawiać i ustalać dlaczego dana rzecz przestała nagle działać. W związku z tym najpierw dość dokładnie analizuje, które rozwiązanie w mojej sytuacji najlepiej się sprawdzi (na przykładzie ogrzewania –  staram się przewidzieć jak będę chciał tym sterować np. za 10 lat tak, aby zrobić i, aby działało a ja, abym nie musiał się tym zajmować 😉 – leniuch i tyle. Czy udaje mi się przewidzieć wszystko? Nie, ale wiele rzeczy się udaje zaplanować a potem stopniowo dążę do ich wdrożenia i uruchomienia 🙂

Po wielu testach, porównaniach i własnych analizach do sterowania ogrzewaniem w moim domu (budynek z lat 90 z wodną instalacją CO i grzejnikami) wybrałem siłowniki termiczne TWA Danfoss, którymi sterują termostaty thermoBox Blebox (w domu mam 16 takich zestawów). W zamian za stabilność i niezawodność działania akceptuję pewne ograniczenia, które stwarza oprogramowanie Blebox (zresztą co chwile jakieś ograniczenie znika i pojawiają się nowe możliwości bo oprogramowanie się dynamicznie rozwija) wszelkie harmonogramy i podstawowe sterowanie ogrzewaniem robię w aplikacji wBox, która jest oryginalnym oprogramowaniem Blebox i jeśli coś przestanie działać to wiem kogo mam ścigać 😉 Brzmi pięknie, ale popatrzmy na to realnie. Blebox umożliwia bardzo dużo sposobów sterowania tylko pamiętajmy, że nie każdy z domowników używa smartfona. Co mam powiedzieć Mamie, która ma już swoje lata i zależy mi na tym by miała poczucie komfortu, czyli po wprowadzeniu moich zmian, gdy z grzejników znikną tradycyjne głowice termostatyczne, aby Mama sama potrafiła ustawić w wybranym pomieszczeniu komfortową dla siebie temperaturę. Rozmawiajmy realnie – dla niej musi to być proste i jeśli pokażę jej poniższe możliwości to co osiągnę odwrotny od zamierzonego cel, bo co najwyżej ją przestraszę i wszelkim zmianom w tym zakresie będzie na NIE.

W jaki sposób można sterować urządzeniami Blebox?

Po co straszyć i denerwować? Przecież nowoczesną automatykę można zrobić tak, aby była „przyjazna” niezależnie od wieku 🙂 Trzeba się zastanowić, znaleźć rozwiązanie i w moim przypadku Mamie nie mówić o wszystkich możliwościach, lecz powiedzieć w jaki sposób Ona będzie mogła sterować ogrzewaniem. Co zrobiłem? W szufladzie znalazłem stary smartfon na którym zainstalowałem aplikację wBox w której Mama ma tylko jedno urządzenie. Jest nim thermoBox odpowiedzialny za grzejnik w jej pokoju. Podsumowując Mama traktuje to nie jak skomplikowany dla niej smartfon do dzwonienia (do tego ma starszą Nokię), lecz jak pilota (trzeba go co kilka dni ładować, ale to już zaakceptowała). Smartfon to teraz dla niej nowy sposób sterowania ogrzewaniem i co dla niej ważne teraz może sobie na nim podejrzeć jaką ma temperaturę i zmienić nie wstając z fotela 😉 Cóż taka zabawka, ale ile radości 🙂 

Termostat thermoBox - widok w aplikacji wBox

Jeśli i Ty masz trudność z przekonaniem kogoś do nowoczesnej automatyki to podpowiem, że ważny jest Twój przekaz. Nie zmuszaj tylko pokazuj możliwości. To Ty musisz zadbać o to, aby taka osoba nic nie popsuła, nie rozregulowała itd. U mnie tak właśnie jest. Mama nic nie może zepsuć, a jak się pogubi to może zadzwonić i wówczas zdalnie od razu wszystko zrobię. Co może zepsuć? Wyłączy termostat lub ustawi złą temperaturę. To dwoma kliknięciami naprawie 😉 Takie poczucie bezpieczeństwa – nic nie popsuję i wszystko jest pod kontrolą osoby której ufam – jest bardzo ważne (niezależnie od wieku) dla osób, które dopiero do automatyki się przyzwyczajają. Boimy się tego, czego nie znamy i nie rozumiemy.

Aby nie było tak pięknie. U mnie w biurze mam sporo urządzeń Blebox (sterowanie oświetleniem itp.) i trafiłem na nieprzewidziany kłopot 🙁 Stary tablet, który chciałem wykorzystać jako „centrum sterowania” okazał się zbyt stary, aby można było na nim zainstalować aplikację wBox 🙁 Co robić? Kupować nowy? Niekoniecznie bo tu z pomocą przyszedł mi właśnie Home Assistant. Co prawda tablet był na tyle słaby (stary), że również Home Assistant nie mógł na nim poprawnie działać, ale idąc za radą przyjaciela zainstalowałem na nim inną aplikację HomeHabit dla której tablet jest wystarczający a która jest „nakładką” na Home Assistant. Dzięki temu stary tablet stał się moim lokalnym „centrum sterowania” a ja korzystam z Home Assistant 🙂 i na jednym ekranie mam sterowanie temperaturą, oświetlenie, odczyt jakości powietrza na zewnątrz, podgląd z kamery i takie tam 😉

Termostat zarządzany z tabletu

I jak to co napisałem pogodzić z tytułem tego rozdziału „Nie lubię mieszać”? Prosto 🙂 Przeanalizuj na spokojnie to co napisałem i co u siebie zrobiłem. Zwróć uwagę na to, że sterowanie ogrzewaniem w moim domu realizuję tylko na jednym producencie (Blebox) i podstawowe sterowanie tym ogrzewaniem (ustawianie temperatur, harmonogramy itd.) realizuję z oryginalnego oprogramowania wBox. W tym zakresie cała odpowiedzialność za poprawne działanie całości spoczywa na jednym producencie i w tym zakresie system możemy porównać do standardu zamkniętego, gdzie jest duży poziom stabilności i bezpieczeństwa. Funkcje do których wykorzystuję zalety standardu otwartego, czyli integracje z Home Assistant i HomeHabit są dla mnie dodatkowe, mało ważne. Jeśli na wskutek integracji coś przestanie działać to nic się nie stało – po prostu tablet staje się bezużyteczny, ale u mnie nadal wszystko działa i ja mogę wszystkim sterować z smartfina, komputera, czy lokalnie z klawiszy. Jak widzisz za cenę stabilności i niezawodności akceptuję pewne ograniczenia, które narzuca na mnie Blebox i mimo że mógłbym to zrealizować na Home Assistant (w sumie to jeden wieczór przy komputerze i bezkosztowo zarządzanie całym ogrzewaniem mógłbym przerzucić do Home Assistant i dodatkowo zyskać wiele różnych funkcjonalności, ale świadomie tego nie robię). 

W swoich instalacjach nie lubię mieszać pomiędzy producentami np. czujnik temperatury producenta A, termostat producenta B, a oprogramowanie, które tym zarządza producenta C. Takie „zabawy” odradzam również instalatorom, którzy zarobkowo zajmują się montażem systemów Smart Home – dla klienta jesteście odpowiedzialni za działanie wykonanej instalacji i jeśli coś przestanie działać, to kto ma ponieść koszty waszej pracy? Przecież płacimy każdemu fachowcowi za czas jaki poświęca na wykonanie swojej pracy (ok – stawki są różne, ale ostatecznie każdemu płacimy za czas). Kto ma zapłacić za wielogodzinne i mozolne ustalanie dlaczego coś co działało nie działa a rozsypała to aktualizacja? Dziś nie odpowiemy na to pytanie, bo to już temat na inne opracowanie 😉

Jak widzisz sterowanie temperaturą (jeśli chcemy omówić większość możliwości wady i zalety poszczególnych rozwiązań) to dość obszerny temat wymagający dość dużej wiedzy i czasu na jego przekazanie. Poza tym szerokość zagadnienia powoduje, że znacznie wykracza ono poza ofertę produktową pojedynczego producenta w związku z tym, jak już pisałem w tym artykule nie oczekuj, że doradca w sklepie, czy przedstawiciel producenta podczas szkolenia dobierze najlepsze dla Ciebie rozwiązanie. Owszem, może Ci zaproponować najlepsze ze swojej oferty, ale miej świadomość, że jest to tylko niewielka próbka tego co jest dostępne w sprzedaży. Większość nawet dobrych doradców technicznych (o przedstawicielach nie wspomnę) może być zaskoczona pytaniami o szyfrowanie komunikacji (niewiele osób to interesuje) i nie bądź zaskoczony (to raczej pozytywna reakcja Twojego rozmówcy) jeśli poprosi Cię o zadanie pytań mailem. Ważne, aby wyznaczył akceptowalny przez Ciebie czas na udzielenie najlepiej mailem rzetelnych informacji odnośnie swoich produktów.  

Podkreślam, przedstawione powyżej podejście (nie lubię mieszać) to tylko moje subiektywne zdanie, bo mój przyjaciel odwrotnie. Korzysta i miesza pomiędzy sobą produkty różnych producentów a wszelkie harmonogramy i inne funkcje powierza zewnętrznemu oprogramowaniu np. Home Assistant (korzysta też z innych programów) i to dzięki niemu w tym artykule jest tyle wykresów umożliwiających analizę na konkretnych przykładach. To właśnie Home Assistant pozwolił „wykrzesać” z Bleboksów więcej niż udostępnia sam producent ponieważ oryginalnie Blebox pozwala do termostatu, czyli thermoBox podłączyć dwa czujniki temperatury (jeden jako główny a drugi jako czujnik bezpieczeństwa), ale w oryginalnej aplikacji wBox nie ma możliwości w tym samym czasie odczytywania wskazań dwóch czujników ani generowania historycznych wykresów ich wskazań. To właśnie zewnętrzne oprogramowanie np. Home Assistant pozwoliło wygenerować wizualizacje i wykresy, które mogłem Wam zaprezentować. Kończąc temat oprogramowania przejdźmy do jeszcze jednego zagadnienia. Niezależnie od tego, czy mówimy o najtańszym, najprostszym termostacie, czy o bardzo zaawansowanym sterowniku temperatury każdy z nich ma element wykonawczy, który jest odpowiedzialny za załączenie ogrzewania. Porozmawiajmy o wytrzymałości styku.

Jakie obciążenie może załączyć termostat?

Większość termostatów (z wyjątkiem elektronicznych głowic termostatycznych) ma wbudowany elementy wykonawczy w postaci „styku” (zdecydowanie rzadziej termostat komunikuje się z elementem wykonawczym, najczęściej tworzą zespół), który załącza… no właśnie co? Aż chciałoby się odpowiedzieć źródło ciepła, ale niestety taka odpowiedź mogła by być błędna bo często termostat nie włącza źródła ciepła a silniki np. wentylatory, lub pompy, czyli silniki, które odpowiedzialne są za transport czynnika grzewczego jakim może być powietrze, woda itd. Przed podłączeniem czegokolwiek do styków termostatu należy sprawdzić w dokumentacji technicznej z jakim rodzajem „styku” mamy do czynienia (a co jeśli wyjście sterujące jest półprzewodnikowe) jakie napięcia i prądy może przełączać i co bardzo ważne w jakiej kategorii pracy? Musisz wiedzieć, że na trwałość mechanicznych styków termostatu bardzo duży wpływ może mieć omawiana już w tym artykule histereza.

UWAGA!
Poniższe wyjaśnienie jest znacznym uproszczeniem tematu i tylko przybliżeniem zagadnienia dla osób, które na elektryce się nie znają. To nie jest wyjaśnienie dla osób z branżowym wykształceniem! Elektrykom polecam opracowanie: Przekaźnik i stycznik modułowy – poradnik doboru.

Tymczasem zacznijmy od ustalenia:

Jaki jest rodzaj styku w termostacie?

Ustalmy, czy mamy do czynienia z stykiem mechanicznym, czy wyjściem półprzewodnikowym? Po co? Wiedza ta pozwoli na podjęcie decyzji o wartości histerezy. W niektórych szczególnych przypadkach, gdy będziesz chciał mieć bardzo małą wartość histerezy i jednocześnie będziesz chciał regulować mocą grzałki za pomocą impulsów, czyli bardzo szybko następujących po sobie załączeń i wyłączeń może okazać się konieczne zastosowanie termostatów z wyjściem półrzewodnikowym zwanym SSR.

Niezależnie od obciążenia sprawdź, czy termostat ma styk: potencjałowy, czy bezpotencjałowy. Wynika to z konstrukcji samego termostatu a dokładnie użytego elementu wykonawczego najczęściej przekaźnika. Styk potencjałowy na wyjściu najczęściej ma podane napięcie zasilania np. 230 V a styk bezpotencjałowy po prostu daje „określony stan” do którego możesz podłączyć różne napięcia w zakresie dozwolonym przez producenta. Ustal, czy jest to styk:

  • zwierny,
  • rozwierny,
  • przełączny.

Najwięcej możliwości, ale również najrzadziej spotykany jest bezpotencjałowy styk przełączny. Najczęściej spotykany w termostatach jest styk zwierny. Sam rodzaj styku w termostacie jest o tyle ważny, że narzuca nam stosowanie pewnych rozwiązań. Przykładowo jeśli termostat ma styk zwierny to oznacza, że załączy go wówczas, gdy ogrzewanie ma zostać załączone, ale w takim przypadku musisz o ile termostat steruje siłownikiem termicznym zastosować siłownik NC (normalnie zamknięty), który po podaniu napięcia otworzy zawór i grzejnik zacznie grzać. Zagadnienia tego nie będę tu rozwijał a zainteresowane osoby odsyłam do: Przekaźnik i stycznik modułowy – poradnik doboru.

Jakie napięcia i prądy może przełączać styk termostatu?

Na rynku spotkać możemy rożne rozwiązania. Najczęściej w domach, lub mieszkaniach będzie to napięcie przemienne 230 V, dla obwodów jednofazowych i 400 V, dla obwodów dwu i trójfazowych, ale w sprzedaży są również elementy grzejne na prąd stały (nie będę tu wdawał się w szczegóły – wystarczy, abyś wiedział, że bezpieczne rozłączanie obwodów prądu stałego jest dużo trudniejsze niż prądu przemiennego), oraz przemysłowe urządzenia grzejne na inne napięcia i prądy niż dostępne w sieci zasilającej a pomysłowość Polaków w dostosowaniu ich do zasilania „standardowego” potrafi zaskoczyć. Wspominam o tym, ponieważ znam przypadki w których parametry elektryczne (moc i prąd) zostały przez kupującego sprawdzone, ale nie sprawdził napięcia i to była przyczyna późniejszych kłopotów. Uczciwie trzeba przyznać, że patrząc z pozycji kupującego (nawet elektryka) rzetelne sprawdzenie obciążalności styku termostatu w większości przypadków jest bardzo trudne. Wielu dużych producentów do których wyrobów nie mam większych zastrzeżeń informacje na temat obciążalności prądowej styków podaje… cóż sam oceń, czy dla Ciebie poniższe dane są wystarczające?

Informacje o obciążalności styku dostępne na stronie www producenta Informacje o obciążalności styku dostępne w karcie katalogowej termostatu
Termostat Kontakt-Simon przykład opisania obciążalności styków Kontakt-Simon maksymalne obciążenie termostatu

Tematu tego dalej nie będę rozwijał, ponieważ wiele zagadnień wyjaśni się po omówieniu poniższego przykładu, ale czy zwróciłeś uwagę, że na powyższym przykładzie jest taki zapis: Max obciążenie 6 A 3600 W AC1. Co oznacza AC1? Zanim przejdziemy do przykładu zobaczmy co to jest:

Kategoria pracy

W dużym uproszczeniu, aby móc porównywać ze sobą różne styki np. wielość, wytrzymałość itp. został stworzony pewien standard, który nazwany jest „Kategoria pracy”. Jeśli mówimy o łączeniu napięć przemiennych AC to kategorie pracy zaczynają się właśnie od liter AC np. AC1; AC15. Jeśli rozmawiamy o łączeniu prądów stałych DC, wówczas kategorie pracy rozpoczynają się od liter DC np. DC1; DC13 itd. Producenci elementów wykonawczych np. styczników, przekaźników są zobowiązani podawać jaką wytrzymałość na łączenie i rozłączanie różnych obciążeń ma ich styk w związku z tym w dokumentacji technicznej podają różne wartości prądów i napięć z dopiskiem kategorii pracy np. AC1, czyli jaki rodzaj obciążenia podali pisząc np. 6 A. 

Zagadnienie jest dość trudne i w tym artykule nie będę go szczegółowo omawiał, ale abyś wiedział o czym rozmawiamy poniżej kilka przykładów zaczerpniętych z katalogu Findera, który jest producentem przekaźników.

Znamionowe obciążenie AC1
Maksymalne obciążenie rezystancyjne AC (w VA), które zestyki mogą łączyć, przewodzić i rozłączać powtarzalnie, zgodnie z klasyfikacją AC1 (patrz Tabela 1). Obciążenie jest skutkiem prądu i napięcia znamionowego, które są używane jako obciążenie referencyjne dla testów trwałości elektrycznej.

Znamionowe obciążenie AC15
Maksymalne obciążenie indukcyjne AC (w VA), które zestyki mogą łączyć, przewodzić i rozłączać powtarzalnie, zgodnie z klasyfikacją AC15 (patrz Tabela 1), nazywaną w normie PN-EN 61810-1, aneks B “Obciążenie indukcyjne AC

Tabela 1 Klasyfikacja obciążeń zestyków (w odniesieniu do kategorii zdefiniowanych przez PN-EN 60947-4-1 i PN-EN 60947-5-1)
Klasa obciążenia Rodzaj zasilania Zastosowanie Przełączanie przy pomocy przekaźnika
AC1 Jednofazowe AC
Trójfazowe AC
Obciążenia AC rezystancyjne lub niewielkie indukcyjne. Praca w ramach danych przekaźnika.
AC3 Jednofazowe AC
Trójfazowe AC
Uruchamianie i hamowanie silników klatkowych.
Zmiana kierunku obrotów tylko po zatrzymaniu silnika.
3-fazowe:
Zmiana kierunku obrotów jest dozwolona, jeśli gwarantowana jest przerwa 50 ms pomiędzy zasilaniem silnika w przeciwnych kierunkach.
1-fazowe:
Zapewnienie 300 ms czasu martwego, gdy żadne z zestyków przekaźnika nie są zwarte – w tym czasie kondensator rozładuje się poprzez uzwojenia silnika.
Dla aplikacji jednofazowych: zachować zgodność z danymi przekaźnika.
Dla aplikacji trójfazowych: patrz rozdział “Silniki 3-fazowe”.
AC4 Trójfazowe AC Uruchamianie, zatrzymanie i zmiana kierunku obrotów silników klatkowych. Zasilanie impulsowe. Hamowanie regeneracyjne. Nie jest możliwa z użyciem przekaźnika. Podczas zmiany połączenia fazy pojawi się łuk elektryczny na kilku zestykach.
AC14 Jednofazowe AC Kontrola małych obciążeń elektromagnetycznych (< 72 VA), styczników, zaworów elektromagnetycznych i elektromagnesów. Spodziewane jest przetężenie o wartości ok. 6-krotnego prądu znamionowego i utrzymanie w podanych “Maksymalny prąd impulsowy” dla przekaźnika.
AC15 Jednofazowe AC Kontrola małych obciążeń elektromagnetycznych (> 72 VA), styczników, zaworów elektromagnetycznych i elektromagnesów. Spodziewane jest przetężenie o wartości ok. 10-krotnego prądu znamionowego i utrzymanie w podanych “Maksymalny prąd impulsowy” dla przekaźnika.
DC1 DC Obciążenie rezystancyjne lub niewielkie indukcyjne DC. (napięcie przełączane przy tym samym prądzie może być podwojone przez szeregowe połączenie dwóch zestyków przekaźnika). Praca w ramach danych przekaźnika (patrz schemat “Maksymalna zdolność łączeniowa dla DC1”).
DC13 DC Obciążenia indukcyjne DC takie jak cewki styczników, elektrozawory, elektromagnesy. Nie są spodziewane przetężenia, aczkolwiek wyłączenie może spowodować przepięcie, które może być 15 razy większe niż napięcie nominalne. Szacunek parametrów przekaźnika dla indukcyjnego obciążenia DC przy 40 ms L/R może być wykonany z użyciem 50% wartości DC1. Jeśli dioda jest podłączona równolegle do obciążenia, może być rozważana w tych samych wartościach jak DC1. Patrz schemat “Maksymalna zdolność łączeniowa dla DC1”.
Źródło: Katalog Finder

Prawdopodobnie z powyższego wpisu o kategorii pracy niewiele zrozumiałeś, ale nie przejmuj się 😉 to dopiero wierzchołek „góry lodowej” bo nie da się oddzielić od siebie kategorii pracy dla prądów przemiennych AC od współczynnik mocy cos Ø (pojawi się to w dalszym przykładzie). W kontekście termostatów wystarczy jak zapamiętasz, że tajemniczo brzmiące napisy AC1, AC3 itp. są ważne i bez znajomości szczegółów (dopasowania obciążenia do parametrów styku) prawidłowy dobór termostatu i obciążenia jest niemożliwy. Nic się nie stanie jeśli styk termostatu będzie miał zapas (będzie przewymiarowany – po prostu będzie sobie pracował „na luzie”), ale niedopuszczalna jest sytuacja w której podłączone obciążenie przekracza zdolności łączeniowe przekaźnika, lub stycznika. Taka sytuacja znacznie skróci czas „życia” styku, może doprowadzić do sklejania się styków co często nieświadomie obserwujemy i osoby nie związane z elektryką najczęściej to postrzegają jako: „urządzenie się zawiesiło i jeśli lekko się w nie postuka to zaczyna działać”. To jest właśnie objaw źle dobranego styku i obciążenia. Może też powstać sytuacja w której styk się skleja na dobre i nie da się go rozłączyć. Zapamiętaj, że nie powinno Cię interesować jeśli producent pisze tylko: obciążenie 16 A. To za mało informacji! 16 A, ale w jakiej kategorii pracy? Zagadnienie powinno stać się prostsze po zapoznaniu się z poniższym przykładem. 

Częstotliwość łączeniowa

Każdy mechaniczny styk cechuje trwałość mechaniczna, czyli ilość cykli jakie dany element może wykonać zanim ulegnie uszkodzeniu (jak coś się rusza to się zużywa). Dodatkowo jeśli przez dany styk płynie prąd to podczas rozłączania następuje zjawisko palenia się łuku elektrycznego co dodatkowo pogarsza warunki pracy danego styku. Podczas gaszenia łuku styk się rozgrzewa przez co pogarszają się jego parametry np. wytrzymałość mechaniczna. Producent znając dokładnie budowę swoich urządzeń określa jakie napięcie i jakie prądy i przy jakim rodzaju współczynnika mocy może bezpiecznie załączać i rozłączać jego styk. Tu producent ma do podjęcia trudy wybór, ponieważ dla tego samego styku może, albo znacznie wydłużyć jego żywotność, ale wówczas musi zmniejszyć wartości napięć i prądów jakie załącza i rozłącza dany styk, albo zwiększa wartości elektryczne, ale za to zmniejsza trwałość danego styku. W związku z tym producent dokonuje wyboru i deklaruje w dokumentacji technicznej trwałość mechaniczną i elektryczną urządzenia w określonych warunkach. Tu podaje poza wieloma różnymi parametrami również napięcie, prąd i częstotliwość łączeniową. Maksymalna częstotliwość łączeń najczęściej jest podawana w ilościach cykli łączeniowych jakie są wykonywane w ciągu godziny (cykli/h) i określana jako dwie wartości:

  • przy obciążeniu znamionowym w konkretnej kategorii np. AC1
  • bez obciążenia.

Zamiast szczegółowo opisywać zagadnienie, lepiej omówię je na przykładzie – tu znów wielu, którzy doczytali do tego miejsca powie, że przesadzam. Cóż zobaczmy, czy mają rację?

Kupując elektryczne źródło ciepła, lub jakiekolwiek elektryczne urządzenie zdecydowana większość osób zwraca uwagę na dwa parametry: Napięcie zasilania (najczęściej wzrokowo, czy wtyczka będzie pasować do gniazdka) i co bardziej świadomi patrzą na moc danego urządzenia wyrażoną w: W, lub kW. Ponieważ wzór na moc czynną jest:

P = U * I * cos Ø

to ponieważ chcemy obliczyć prąd więc po przekształceniu otrzymujemy:

I = P / (U * cos Ø)

W związku z tym w poniższej tabeli przygotowałem proste porównanie w którym zmieniam tylko parametr dotyczący współczynnika mocy cos Ø. Zobacz jak ten jeden parametr wpływa na wartość prądu pobieranego przez urządzenie jednofazowe o mocy 3 680 W:

Moc czynna [P] 3 680 W
Napięcie zasilania [U] 230 V AC
Współczynnik mocy cos Ø cos Ø = 1 cos Ø = 0,7 cos Ø = 0,5 cos Ø = 0,25
Prąd [I] 16 A 22,9 A 32 A 64 A
* Dane dla przekaźnika Relpol RM85-5021-25-1024 stosowanego w termostatach thermoBox Blebox

Powyższa tabela dobrze pokazuje że przy tym samym napięciu i tej samej mocy mogą płynąć prądy o różnej wartości – wracam z już omawianym zagadnieniem kategorii pracy 😉 Ale zobaczmy co z trwałością łączeniową elementu wykonawczego (przekaźnika RM85-5021-25-1024 jaki użyty jest w termostacie themoBox)?

Prąd znamionowy [I] 16 A
Napięcie zasilania [U] 230 V AC
Współczynnik mocy cos Ø cos Ø = 1 cos Ø = 0,7 cos Ø = 0,5 cos Ø = 0,25
Moc czynna [P] 3 680 W 2 576 W 1 840 W 920 W
Współczynnik redukcji* 1,0 0,9 0,8 0,45
Trwałość łączeniowa przy obciążeniu znamionowym* 600 cykli/h 540 cykli/h 480 cykli/h 270 cykli/h
* Dane dla przekaźnika Relpol RM85-5021-25-1024 stosowanego w termostatach thermoBox Blebox

Osobom, które pod wątpliwość podadzą źródła ciepła o cos Ø zbliżonym do 0,25 przypomnę, że omawiamy w tym artykule szeroko pojęte termostaty, oraz ile różnych rodzajów elektrycznych źródeł ciepła omówiłem w poprzednich artykułach. Czy potraficie określić, które z tych urządzeń ma jaki cos Ø? Uwzględnijcie, że w sprzedaży dostępne są różne źródła ciepła – również samoróbki – których parametry elektryczne mogą znacznie różnić się od „podobnych”, ale komercyjnych rozwiązań.

Wróćmy do naszej analizy. Na termostacie thermoBox Blebox jest dobrze widoczny przekaźnik a na nim producent Relpol i numer katalogowy RM85-5021-25-1024 w związku z czym ustalenie danych było bardzo łatwe. Dane do powyższej analizy pobrałem z karty katalogowej. Zachęcam do pobrania i przeanalizowania: Pobierz kartę katalogową przekaźnika Relpol RM85 inrusch RM85-5021-25-1024 >>

Dla ułatwienia i lepszego zrozumienia zagadnienia poniżej dwa bardzo ważne fragmenty, które pobrałem z omawianej powyżej karty katalogowej. Zwróć uwagę, że producent przekaźnika w sekcji „Dane styków” wyraźnie napisał, że w zależności od kategorii pracy (tu podał kilka dla prądu przemiennego: AC1 i AC15, oraz dla prądu stałego DC1 i DC13) styk może przenosić róże wartości obciążeń:

  • AC1 16 A 250 V AC
  • AC15 1,5 A 240 V

Obciążalność przekaźnika RM85 inrush Relpol

W dalszej części karty katalogowej znajduje się wykres na którym producent elementu wykonawczego zaznaczył w jaki sposób zmniejsza się trwałość „przekaźnika”, jeśli będziemy do niego podłączać urządzenia inne niż same grzałki rezystancyjne dla których cos Ø = 1 a jeśli mówimy o np. nagrzewnicy, która poza grzałką ma jeszcze wentylator to niestety w zależności od wentylatora całe urządzenie będzie miało już inny, mniejszy współczynnik cos Ø (to wszystko można zmierzyć, lub policzyć, ale to temat na osobny artykuł).

Relpol przekaźnik RM85 współczynnik redukcji trwałości łączeniowych

W niektórych termostatach możesz się spotkać jeszcze z zapisem maksymalnego obciążenia podanego w VA (wolto amperach, czyli jednostce mocy pozornej oznaczanej na wzorach symbolem S = U * I) i dla omawianego tu przekaźnika RM85-5021-25-1024 producent podaje 4 000 VA w kategorii AC1. Część osób mylnie to upraszcza, ponieważ korzysta z wzoru na moc czynną:

P = U * I 

P – moc czynna w Watach jednostka W
U – napięcie w Woltach jednostka V
I – prąd w Amperach jednostka A

stąd błędnie upraszczają wzór do zapisu jednostek:

W = V * A 

i stosują błędny skrót myślowy, że 4 000 VA = 4 000 W. To błędne ponieważ nie uwzględnia omawianego współczynnika mocy cos Ø i można by to tłumaczenie przyjąć za słuszne TYLKO jeśli cos Ø = 1.

Co zrobić, jeśli wybrany termostat jest idealny, no prawie, bo w stosunku do obciążenia ma zbyt niskie parametry styku, albo na styk zwierny, a w Twoim rozwiązaniu potrzebny jest styk rozwierny? Nic trudnego 🙂 Możesz użyć wybranego termostatu, ale musisz dołożyć element pośredniczący jakim będzie przekaźnik, lub stycznik. Wówczas termostat steruje odpowiednio dobranym stycznikiem, lub przekaźnikiem a ten dopiero źródłem ciepła, lub innym urządzeniem np. silnikiem.

Miało być prosto, wyszło jak zawsze 😉 ale teraz zastanówmy się, czy termostat może sam się uczyć?

Inteligentny, samouczący się termostat

Co jakiś czas słyszę o termostatach z wbudowaną funkcją „samouczenia”. Twórcy takiego oprogramowania zapewniają, że ich algorytmy obserwują zachowanie użytkowników, analizują je i na podstawie podobieństw dostosowują temperaturę do przewidywanych oczekiwań (oczywiście użytkownik ma możliwość wprowadzenia ręcznej korekty). Miałem okazję testować kilka takich rozwiązań i delikatnie mówiąc kiepsko one działały (nawet podczas dwumiesięcznego okresu testu). Część z nich wymagało ciągłego podłączenia do Internetu i po zerwaniu połączenia termostat przestawał działać. Niektórzy producenci nadal mają tą funkcję, ale nie chwalą się nią, bo realnie wiedzą jak to działa a spora grupa producentów termostatów zarzuciła ten pomysł i wycofała tą funkcjonalność z swojego oprogramowania. Pojawia się światełko w tunelu i dopiero okaże się, czy nie jest to pociąg 😉 Google wypuściło samouczący się termostat o nawie Nest (nie miałem okazji go testować i z informacji jakie posiadam na dzień 20-02-2023 nie jest on dostępny w oficjalnej Polskiej dystrybucji). Cóż mogę napisać na temat urządzenia, którym się nie bawiłem? Teoretycznie ma szansę dobrze działać. Uważam tak, ponieważ Google ma o nas taką wielką ilość informacji, oraz ma takie zasoby programistów, że nie licząc się z finansami mogli pozwolić sobie na stworzenie odpowiednio zaawansowanych algorytmów, które wykorzystując zgromadzone w Google dane (również te o których nie mamy zielonego pojęcia pochodzące z naszych Androidów, Gmaila, wyników wyszukiwania itd. – oderwij się na chwilę i zobacz krótki film 😉 Pizzeria u Gordona) są w stanie odpowiednio dostosować temperaturę do naszych potrzeb (przecież telefony są w ciągłym nasłuchu więc nawet z kontekstu rozmów Nest może wywnioskować jakiej temperatury obecnie oczekujemy). Pomijając koszt zakupu tego termostatu widzę, że nawet takim potentatom jak Google nowoczesna elektronika potrafi sprawić kłopoty i jak piszą w artykule Google wymienia popsute termostaty Nest. Cóż, pozostaje zadać pytanie:

Jaki termostat wybrać?

Udzielenie jednoznacznej odpowiedzi jest niemożliwe. Każdy z nas ma inne oczekiwania, ma inną sytuację mieszkaniową jest w innym wieku a o budżecie potrzebnym na zakup termostatu nie wspomnę. Najważniejsze to nie podejmować decyzji pod wpływem chwilowego kaprysu, mody, czy namowy znajomych. Jeśli w lokalu masz jakieś ogrzewanie i jesteś z jego działania zadowolony to po co to zmieniać? Każda zmiana generuje koszty (przeważnie większe niż pierwotnie zakładane), stres i konieczność przyzwyczajenia się do zmian. Czy zmiany będą na lepsze? Dużo zależy od Ciebie, od tego jak dobrze określisz WASZE potrzeby (nie tylko Twoje lecz wszystkich korzystających z lokalu), oraz jak dobrze rozpoznasz temat sterowania ogrzewaniem i wybierzesz kompletne rozwiązanie. Jakość zawsze kosztuje i produkty dobre nie będą najtańsze. W cyklu czterech poświęconych ogrzewaniu artykułów przybliżałem zagadnienia związane z ogrzewaniem, które pozwolą na podjęcie świadomych decyzji, ale aby ułatwić Ci zadanie przypomnę, że powinieneś wziąć pod uwagę kilka zagadnień:

  • czym ma sterować termostat?
  • Ile i jakich czujników temperatury będziesz potrzebować (przy ogrzewaniu podłogowym wymagane są dwa czujniki w tym samym obwodzie grzewczym (jeden w podłodze jako czujnik bezpieczeństwa – i drugi czujnik temperatury powietrza według którego wskazań jest sterowane ogrzewanie).
  • Jak ma być zamontowany termostat? Montaż natynkowy, podtynkowy, itp.
  • Jakie obciążenia ma załączać termostat? Czyli omawiane w tym artykule obciążenie styku 😉
  • Jaki rodzaj styku ma mieć termostat (zwierny, rozwierny, przełączny)?
  • Jaki zakres temperatur chcesz ustawiać?
  • Czy chcesz mieć możliwość ustawiać wartość histerezy?
  • Czy chcesz mieć możliwość wprowadzania korekty wskazań czujnika (wyjaśnię w dalszej części artykułu)?
  • W jaki sposób chcesz sterować termostatem? Pokrętłami, z wbudowanego wyświetlacza, z smartfonu, z komputera, głosowo, itd.?
  • Czy chcesz zarządzać dostępem do ustawień termostatu? Czy chcesz ograniczyć, aby ktoś z domowników np. dzieci nie miało możliwości sterować termostatem?
  • W jaki sposób ma być zasilany termostat? Zasilanie z sieci 230 V, czy zasilanie z baterii?
  • Czy zależy Ci na bezpieczeństwie teleinformatycznym i, czy termostat ma mieć dostępne aktualizacje oprogramowania oraz szyfrowanie przesyłu danych (większość ma szyfrowanie ale znaczna część jest tak kiepsko szyfrowana, że na grupach FB można łatwo znaleźć informacje dla początkujących jak się tam włamać)?
  • Czy termostat ma mieć możliwość integracji z zewnętrznymi platformami np. Home Assistant itp.?
  • Czy zależy Ci na bezpieczeństwie np. obudowa termostatu wykonana z materiałów samogasnących (to również nie jest standard a raczej wyróżnik jeśli któryś producent robi obudowy z materiałów nierozprzestrzeniających płomienia)?
  • Jakie zawory masz na rurach CO?

Po co to ostatnie pytanie odnośnie zaworów? Jak to po co? Siłowniki termiczne, lub elektroniczne głowice termostatyczne przeznaczone są do montażu na konkretnych zaworach. Owszem możesz kupić, lub na drukarce 3D wydrukować odpowiednią przejściówkę, ale pamiętaj, że zawór ma ruchomy trzpień a siłownik, lub głowica mają ruchomy element, który ten trzpień dociska. Jeśli źle dobierzesz zawór do głowicy lub siłownika to albo będą luzy i zawór będzie niedomknięty, albo będzie zbyt ciasne dopasowanie i wówczas zaworu nie da się w pełni otworzyć. W skrajnych przypadkach może dojść do mechanicznego uszkodzenia siłownika, głowicy, lub zaworu. Zresztą Różne zawory różnią się długością „skoku” czyli ile mm wynosi przesuw pomiędzy pełnym otwarciem a pełnym zamknięciem i ten parametr również należy uwzględnić dobierając komplet (głowica/siłownik do zaworu). W związku z tym moja dewiza – nie mieszać – kupuję i doradzam komplety zawór + oryginalny siłownik, lub głowica w której producent wyraźnie wskazuje, że współpracuje z tym i tym modelem zaworu. Uprzedzając niektóre komentarze, znam przypadki gdzie nie pomogła autokalibracja głowicy, oraz takie gdzie sprężyna dociskowa w siłowniku termicznym również okazała się niewystarczająca.

W Twoim przypadku nie znam odpowiedzi na zadane powyżej pytania więc nie mogę zarekomendować Ci jakiegokolwiek produktu. Mogę jedynie powiedzieć dlaczego do swojego domu wybrałem sterowanie ogrzewaniem za pomocą thermoBox Blebox i siłowników termicznych TWA Danfoss.

W moim domu mam CO (wodne ogrzewanie) i od ponad 20 lat zamontowane na rurach zawory produkcji Danfoss (4 szt to nowsze modele, ale 11 szt starych już nie produkowanych). W związku z tym ręczne głowice termostatyczne Danfoss zamieniam na siłowniki termiczne TWA (w przypadku 4 nowych modeli zaworów wystarczy zamienić głowice na siłownik, ale pozostałe 11 szt mimo ze zawory są sprawne wymieniam całymi kompletami a więc zawory i siłowniki termiczne). Mogłem, ale nie chciałem mieszać, bo część siłowników termicznych mogłem założyć Danfoss (te na nowe zawory, gdzie pasują siłowniki TWA), a część innego producenta (znalazłem takiego który sprzedaje siłownik + przejściówkę i deklaruje że powinno to działać z tymi starymi zaworami co mam od 20 lat). Nie chciałem kombinować i na stare zawory poprzez różne przejściówki montować siłowniki – chce zrobić raz, porządnie i zapomnieć na lata.

Dlaczego wybrałem siłowniki termiczne a nie zasilane z baterii elektroniczne głowice termostatyczne? Testowałem / testuję u siebie różne bezprzewodowe inteligentne głowice grzejnikowe, ale się u mnie nie sprawdziły (nawet przez ten sezon grzewczy testuję dwa różne rozwiązania). Może mam za dużą wiedzę, ale, albo były zbyt głośne, albo zbyt szybko padały baterie (wczoraj wymieniłem komplet baterii – na testowanym grzejniku komplet baterii Energizer – tak wiem są różne – wytrzymał od 3,5 miesiąca), albo oprogramowanie, czy to warstwa użyteczna, czy zagadnienia związane z bezpieczeństwem pozostawiały dużo do życzenia. Podsumowując – w moim domu po wielu testach różnych producentów elektronicznych głowic termostatycznych nie biorę pod uwagę.

Posiadam w domu automatykę sterowania oświetleniem, roletami, bramami, rekuperacją i innymi urządzeniami opartą o rozwiązania Blebox, ale wybierając system do sterowania ogrzewaniem nie miałem wymogu by był kompatybilny, lub zintegrowany z Blebox. Po prostu szukałem dobrego termostatu, który w rozsądnych pieniądzach zapewni mi oczekiwane przeze mnie funkcjonalności i bezpieczeństwo. Po blisko dwóch latach testów i poszukiwań wybrałem thermoBox produkcji Blebox (niezależnie ode mnie przyjaciel szukał rozwiązania do swojego mieszkania w bloku – również testował różne elektroniczne głowice termostatyczne wybrał tak samo jak ja termostat thermoBox tylko siłowniki wybrał produkcji Salus).

Wybór termostatu zaczynałem może prozaicznie, ale od obudowy. Ileż to się słyszy o pożarach, których przyczyną była instalacja elektryczna. W związku z tym przeglądając strony producentów zwracałem uwagę, czy i co piszą o swoich obudowach? Czy któryś z nich zwraca na to uwagę? Jak już pisałem w tym artykule nie będę uprawiał „czarnego piaru” i wytykał co i kto ma źle. Napiszę czym się kierowałem i dam przykład tego co wybrałem. Nie ukrywam, po długich poszukiwaniach wybrałem Blebox który podaje w instrukcji:

Obudowa wykonana z kompozycji poliuretanowej nie zawierającej halogenów, samogasnąca dla klasy termicznej B (130°C).

Pobierz instrukcję thermoBox >>

Ponieważ w swoim życiu miałem „epizod” z podstawami elektroniki wiem, jak ważne dla poprawnego działania układu jest dobre odprowadzenie ciepła i zabezpieczenie elektroniki przed ewentualnym iskrzeniem, paleniem się itp. Urządzenia Blebox są zalane żywicą, która zapewnia równomierny rozkład temperatury (tu dobrzy elektronicy wiedzą o czym piszę) i w razie wady elektroniki żywica ogranicza potencjalne szkody może napuchnąć układ przestanie działać, ale nie pojawi się ogień. Zachęcam do samodzielnego sprawdzenia jak sprawa obudowy, odprowadzania ciepła i zabezpieczenia przed „zapaleniem się elektroniki” wygląda u innych producentów?

Zależało mi, aby móc sterować temperaturą za pomocą scen, harmonogramów i abym mógł ustawiać temperaturę na tabletach, które u mnie są przymocowane na ścianach np. w przedpokojach więc bezpieczeństwo przesyłu danych pomiędzy termostatem i tabletem jest dla mnie ważne (co mi ukradną, niewiele, ale chcę zminimalizować ryzyko, że moja wypłata zniknie z konta bo ktoś coś mi na komputerze zainstalował a dostał się do mnie przez termostat). O rodzaju szyfrowania w Blebox pisałem już w tym artykule a dodatkowo w instrukcji jest podane:

Rodzaj transmisji – dwukierunkowa szyfrowana

Szyfrowanie – WPA2-PSK oraz uwierzytelnione szyfrowanie (AEAD)

Dodatkowym atutem była dla mnie możliwość lokalnego sterowania temperaturą za pomocą przycisku (najlepiej zwykły duży przycisk – taki jak do oświetlenia). W thermoBox mam możliwość czasowego wyzwolenia funkcji Boost (czyli po naciśnięciu temperatura ustawia się na określony czas na inną np. wyższą – opiszę w dalszej części opracowania), którą mogę zaprogramować w każdym termostacie indywidualnie według moich potrzeb. Sposób podłączenia – dla elektryka banalnie prosty zasilanie 230 V AC.

Schemat podłączenia termostatu thermoBox Blebox

Termostaty w moim domu muszą komunikować się bezprzewodowo (tablet, smartfony i skoro nie muszę, to nie chcę ciągnąć nowych przewodów – nie robię generalnego remontu lecz zmieniam sterowanie ogrzewaniem w funkcjonującym domu). Mam świadomość jak bardzo nasze organizmy są narażone na promieniowanie elektromagnetyczne (jak duży otacza nas elektro-SMOG) więc nie chcę wprowadzać do swojego otoczenia dodatkowego niepotrzebnego promieniowania. Na terenie całej działki (nie tylko w domu) mam dobrej jakości sieci Wi-Fi (2,4 i 5 GHz rozsiewane przez cztery Access Point Ubiquiti) i nie chcę dokładać kolejnego standardu, który będzie wymagał kolejnych wzmacniaczy, repeaterów sygnałów itp. W tym zakresie urządzenia Blebox komunikujące się z wykorzystaniem Wi-Fi 2,4 GHz są dla mnie dobrym rozwiązaniem. Podłączam więc termostaty thermoBox do domowej sieci Wi-Fi, loguje się na swoje konto w aplikacji wBox i działa 🙂 Mogę sterować temperaturą z dowolnego miejsca na świecie o ile będę miał Internet.

Jak sterować termostatem thermoBox jeśli nie będzie Internetu?

Nic wielkiego się nie stanie, po prostu stracę możliwość zdalnego sterowania domem, ale co ważne będąc wewnątrz domowej sieci Wi-Fi (czyli będąc w domu) mimo, że nie będzie Internetu to nadal będę mógł bezprzewodowo zarządzać thermoBox-ami. Tak działa Blebox – to dla mnie duża zaleta. Więcej o systemie Blebox (tam opisywałem starą wersję aplikacji – od tamtej pory bardzo dużo zmieniło się na +) w artykule: Jakie możliwości daje bezprzewodowy system Inteligentnego Domu? Cz. 3

Przypominam – w tej części artykułu omawiam rozwiązanie, które zastosowałem u siebie w domu, oraz wskazuję dlaczego mój wybór padł akurat na te produkty. Ty samodzielnie musisz sprawdzić co najlepiej sprawdzi się w Twojej sytuacji.

Chcąc powiedzieć więcej, muszę pokazać zrzuty ekranu, bo łatwiej się tłumaczy jeśli widać o czym się mówi. Poniżej przedstawię zrzuty ekranu z aplikacji wBox wraz z komentarzem​:

ThermoBox - sposób ustawiania temperatury w regulatorze pokojowym Blebox Cała aplikacja jest w języku polskim. Ekran sterowania termostatem jest dla mnie czytelny, przyjazny i intuicyjny.
Wykresy – na początku nie były to dla mnie rzeczy ważne – raczej powiedziałbym bajer, ale z czasem nauczyłem się z nich korzystać. Obserwuję i na podstawie danych wprowadzam korekty w ustawieniach i harmonogramach. Dziś bez wykresów było by mi ciężko optymalizować automatyczne ustawienia temperatury. Zwróć uwagę na dolną część aplikacji, gdzie do wyboru są różne typy wykresów – każdy znajdzie coś dla siebie 😉 Generowanie wykresów temperatury z smart termostatu Blebox
Inteligentny termostat Blebox umożliwia eksport temperatur z dowolnego okresu czasu Co jakiś czas robię szczegółową analizę w której porównuję temperatury z różnych pomieszczeń z pogodą panującą w danym okresie na zewnątrz budynku (temperatura, wiatr opady deszczu). Takie zestawienia robię w Excelu. Mogę to robić ponieważ Blebox w wielu swoich produktach umożliwia zrobienie eksportu danych z wybranego okresu czasu (pamiętasz, jak w tym artykule pisałem że eksport z bazy danych to nic trudnego? No właśnie tu podaję zakres dat i po chwili mam na mailu plik z danymi – to właśnie tak „strasznie brzmiący” eksport z bazy danych). Plik nie jest intuicyjny do obróbki. Trzeba znać kilka „trików”. W jaki sposób przygotowuję plik do obróbki w Excelu opisałem w artykule: Miska podgrzewana na wodę dla psa
Wracając do wykresów. Fajnym ułatwieniem analiz jest możliwość wybrania okresu za jaki ma być przedstawiony wykres, oraz ustawienie godziny początku wykresu. Smart termostat umożliwia łatwe określenie zakresu dat z jakich ma zostać wygenerowany wykres temperatur
Pokojowy regulator temperatury thermoBox - ustawienia - wybór ikony Przechodząc do ustawień mam możliwość wprowadzenia własnej nazwy termostatu i wybrania dla niego indywidualnej ikony. To nie jest standard i u innych producentów nieraz masz narzuconą ikonę bez możliwości zmiany. Zapewne nie jest to krytyczne, ani ważne ustawienie, ale miłe, które sprawia, że aplikacja jest taka „swojska” 😉  

UWAGA!
Termostat thermoBox może sterować ogrzewaniem, lub chłodzeniem, ale o tym trochę później 😉

Jak widzisz w menu ustawień jest całkiem sporo pozycji (nie będę omawiał tu całego menu a jedynie pozycje, które związane są z tematem artykułu – sterowaniem temperaturą). Może pamiętasz, jak pisałem, że staram się przewidzieć jak będę chciał sterować ogrzewaniem za 10 lat. Nie wszystko przewidzę, wiec rozbudowane możliwości mogą się przydać. Inteligentny termostat Blebox - ustawienia urządzenia
Pokojowy regulator temperatury - wybór logiki - grzanie / chłodzenie Typ  urządzenia (zwróć uwagę na dół ekranu), to tu mamy do ustawienia, czym ma sterować termostat i jakie logiki, oraz ustawienia mamy mieć dostępne.

W dużym skrócie sterowanie ogrzewaniem i chłodzeniem różni się logiką.

Zobacz:
Ogrzewanie – gdy temperatura wzrośnie powyżej np. 25 oC wyłącz ogrzewanie.
Chłodzenie – gdy temperatura wzrośnie powyżej 25 oC włącz chłodzenie.

Termostat thermoBox ma wyjście bezpotencjałowe i co jest wielką rzadkością można programowo zdecydować, czy ma działać jako NO (Normalnie Otwarte), czy NC (Normalnie Zamknięte). Elektroniczny termostat - wybór trybu pracy wyjścia NC, lub NO
Pokojowy regulator temperatury - ustawienie minimalnej temperatury Ponieważ termostat thermoBox może pracować w zakresie temperatur od -50 do 125 oC więc użytkownik podczas konfiguracji może ustawić  minimalną temperaturę, którą można wprowadzić na „ekranie termostatu thermoBox” (w sumie to w aplikacji wBox, bo sam termostat nie ma ekranów ani klawiszy). W trybie chłodzenia jest to wartość temperatury jaka zostanie ustawiona w trybie Boost.
Ponieważ termostat thermoBox może pracować w zakresie temperatur od -50 do 125 oC więc użytkownik podczas konfiguracji może wprowadzić maksymalną temperaturę, którą można ustawić na „ekranie termostatu thermoBox”. W trybie grzania jest to wartość temperatury jaka zostanie ustawiona w trybie Boost. Termostat Blebox umożliwia ustawienie maksymalnej temperatury pracy
W termostacie thermoBox można ustawić tryb Boost W termostacie tryb boost w zależności od wybranej logiki (grzanie, lub chłodzenie) podnosi, lub chłodzi do temperatury maksymalnej, lub minimalnej. Tryb boost można uruchomić z fizycznego przycisku, pilota, lub z aplikacji wBox. Czas trwania trybu boost można regulować – wprowadza się wartość czasu w aplikacji, która jest później wyzwalana boostem. Czas trwania boost możemy zdefiniować z zakresu od 1 minuty do 4 godzin.
Czas kontroli, lub „czas pomiaru temperatury” można regulować w zakresie od 3 sekund do 4 minut. Jest to dość unikalna funkcja, która niezależnie od histerezy pozwala indywidualnie dla każdego termostatu decydować jak często ma być dokonywany pomiar temperatury. Termostat thermoBox umożliwia indywidualne ustawienie częstotliwości dokonywania pomiarów temperatury
Dla pracy termostatu kluczowym jest dobre ustawienie histerezy temperatury Histereza. Tym ustawieniem znów Blebox mocno i pozytywnie mnie zaskoczył. Większość producentów ma na stałe ustawioną wartość histerezy a jeśli już jakiś producent dopuszcza wprowadzenie własnej wartości to jest to jedna wartość (nie wiemy jak dokładnie zadziała – domyślnie ± od ustawionej temperatury). Blebox dał możliwość samodzielnego podjęcia decyzji, czy histereza ma być liczona w dół, czy w górę od ustawionej wartości. Maksymalna wartość histerezy może wynieść 10 oC, ale minimalna 0,1 oC.
Zabudowa pomieszczenia np. meble, firanki kwiaty powodują, że powietrze ma utrudnioną cyrkulację. Zresztą załóżmy, że biurko stoi mniej więcej pośrodku pokoju, a czujnik temperatury jest umieszczony przy oknie. Termostat został prawidłowo ustawiony i wszystko dobrze działa, ale użytkownik na biurku ma temperaturę 21 oC, a termostat w miejscu umieszczenia czujnika temperatury np. przy oknie rejestruje 18 oC. Dzięki możliwości korekty wartości temperatury możemy np. w omawianym przypadku dołożyć stałą wartość 3 oC. Wówczas termostat mierząc fizycznie 18 oC wyświetli wartość 18 + 3 = 21 oC 🙂 Ta funkcja była dla mnie bardzo dużym pozytywnym zaskoczeniem. Nie spotkałem jej w termostatach z tej „półki cenowej”. Rzadko spotykana w termostatach możliwość przesunięcia wartości temperatury mierzonej w stosunku do wyświetlanej
Czujnik bezpieczeństwa - korekta temperatury mierzonej w stosunku do wyświetlanej Dokładnie takie same korekty można wprowadzać dla drugiego czujnika temperatury.
Oba czujniki temperatury są czujnikami cyfrowymi, i do sterownika podłącza się je równolegle. W aplikacji można bardzo łatwo zamienić ich role (właśnie tą funkcjonalność wykorzystaliśmy w omawianym mieszkaniu, aby zamienić funkcjami czujnik koło drzwi z czujnikiem koło okna). Jak pokazało życie może to być bardzo przydatna funkcja. Co prawda jeśli trzeba było zamienić podłączenie w termostacie jakiś przewodów to też nie byłoby tragedii, ale tu producent dając możliwość zmiany programowej wykazał się na + 🙂  Termostat thermoBox umożliwia programową zamianę czujników temperatury
Termostat thermoBox - ustawienie maksymalnej bezpiecznej temperatury Kilka ekranów wyżej, omawiałem temperaturę maksymalną, a teraz mamy do ustawienia maksymalną bezpieczną temperaturę. Maksymalna bezpieczną temperatura – jest to temperatura po osiągnięciu której termostat tymczasowo wyłączy ogrzewanie mimo, iż zadana temperatura w pomieszczeniu nie została osiągnięta. Ma to na celu ochronę powierzchni grzewczej – najczęściej stosowana jest przy ogrzewaniu podłogowym i posadzkach z desek, które nie można przegrzać ponad ok 30 oC (należy sprawdzić w dokumentacji technicznej producenta pokrycia podłogi). Innymi słowy – wracamy po weekendzie, ustawiamy termostat na 23 oC. Układ załącza pętlę grzewczą, podłoga nagrzewa się do 30 oC i thermoBox chwilowo odłącza pętlę grzewczą, aż temperatura posadzki spadnie o kilka stopni, po czym ponownie załączy grzanie – będzie się to odbywało w cyklach, aż temperatura w pomieszczeniu osiągnie wymagane 23 oC.
Do termostatu mogę dodać systemowego pilota np: uRemote, lub sRemote i w ten sposób ułatwić sterowanie temperaturą np. osobie starszej z trudnością w poruszaniu się. To również unikalna funkcjonalność w produktach z podobnej „półki cenowej”.  Smart termostat Blebox ma możliwość sterowania za pomocą systemowego pilota
Termostat elektroniczny - dodawanie harmonogramów Termostat umożliwia wprowadzenie aż 10 różnych tygodniowych harmonogramów. Zwróć uwagę na dolną część ekranu, do dyspozycji są różne warianty. Start poszczególnego wpisu w harmonogramie można uzależnić od określonej godziny, lub od wschodów i zachodów słońca.
Dla mnie bardzo proste i intuicyjne jest zarządzanie harmonogramami. Łatwo jest sprawdzić ich ustawienia, lub chwilowo wyłączyć dany harmonogram. Widok listy harmonogramów w termostacie Blebox
ThermoBox - ustawienia dodatkowe Poza innymi opcjami związanymi z łącznością Wi-Fi, aktualizacją oprogramowania, ustawieniem czasu i lokalizacji GPS (do ustalenia wschodów i zachodów słońca) są jeszcze połączenia serwisowe, oraz mamy: Ustawienia użytkownika i Zarządzaj urządzeniem.
Ustawienia użytkownika pozwalają na wybór jednostki temperatury. Do wyboru są stopnie Celsjusza i Fahrenheita. Smart termostat - wybór jednostki temperatury
 Termostat - zarządzanie urządzeniem Zarządzaj urządzeniem to opcja, która pozwala dopisać termostat do ulubionych (widok w aplikacji wBox), oraz stworzonych domów (to opcja przydatna bardziej zaawansowanym użytkownikom. Np. odczyt temperatury zewnętrznej, lub jakości powietrza, lub brama wjazdowa na posesje może być przypisana do kilku domów (o ile dogadają się mieszkańcy w budynku wielorodzinnym). W tym miejscu mamy również informacje o właścicielu urządzenia, oraz osobom, którym urządzenie zostało udostępnione (nie każdy z domowników nawet jak korzysta z innych urządzeń Blebox musi mieć do niego dostęp). Możemy np. dzieciom dać możliwość sterowania temperaturą w ich pokoju, ale nie dać im dostępu do termostatów w pozostałych pomieszczeniach.

Aby dla wszystkich było jasne. Dostrzegam również wady Blebox (nie ma i nie będzie systemów idealnych), chociaż, czy to można nazwać wadą? Raczej oczekiwałbym innych bardziej rozbudowanych funkcjonalności – tu napiszę kilka słów do Blebox – może dotrą do tego opracowania?

System jest naprawdę dobrze napisany i daje bardzo dużo możliwości, ale tak już jest, że apetyt rośnie w miarę jedzenia. Doprowadziliście do tego, że dla mnie i wielu innych instalatorów z którymi mam możliwość rozmawiać podczas szkoleń, które prowadzę, funkcjonalności thermoBox to obecnie standard do którego porównuję inne dostępne na rynku termostaty. Prawdą jest, że obecnie na rynku bardzo ciężko znaleźć inny termostat niż thermoBox, który mając połączenie z Internetem zapewnia taki poziom bezpieczeństwa i daje tak duże możliwości, ale jeśli mam pisać szczerze to brakuje mi w Waszych rozwiązaniach:

  • priorytetów scen nad harmonogramami.
  • Brak roli użytkownika bez dostępu do opcji ustawień (z tym można sobie poradzić poprzez wydzielenie w domu osobnej podsieci Wi-Fi na urządzenia Blebox. Wówczas osoby z poza tej sieci będą przez system traktowane jako dostęp zdalny i ustawienia będą zablokowane).
  • W mojej opinii sporym utrudnieniem jest również brak możliwości zdalnego wprowadzania zmian w ustawieniach urządzenia (wyświetliłbym dodatkowy komunikat o odpowiedzialności i zagrożeniach i po potwierdzeniu umożliwiłbym wprowadzanie zmian na odległość – to może być również funkcjonalność, którą trzeba dla każdego urządzenia aktywować będąc w lokalnej sieci Wi-Fi). Obecnie, aby dokonywać zmian trzeba być podłączonym do lokalnej sieci Wi-Fi, lub łączyć się z domem poprzez VPN. Po co utrudniać życie użytkownikom? Przecież oba punkty są obchodzone taką „protezą”, aby obejść coś na co nie pozwalacie (czyli te punkty są fikcją – utrudniacie na siłę a obejście jest dobrze znane).  
  • W thermoBox przydałyby się również akcje (opcje dostępne w innych urządzeniach Blebox) wówczas można by wysyłać do aplikacji powiadomienia, lub w zależności od aktualnej temperatury wysterowywać inne urządzenia.
  • Brakuje mi również w aplikacji wBox odczytu i możliwości eksportu, oraz generowania wykresów dla drugiego czujnika (po co specjalnie angażować Home Assistant? To powinno być dostępne w wBox).
  • Fajnie byłoby mieć możliwość sterowania uśrednioną temperaturą odczytywaną z: czujnika 1 i czujnika 2.
  • Ostatnią rzeczą, której mi brakuje w thermoBox to możliwość sterowania nim na podstawie temperatury odczytanej przez inny czujnik np. tempSensor, tempSensorAC, lub tempSensor PRO (takie zdalne bezprzewodowo łączące się z termostatem czujniki temperatury). To elementy Waszego systemu więc co Was ogranicza? Przecież to byłby kolejny, tylko wirtualny czujnik 😉

Co prawda są to rzeczy bez których da się żyć, nawet można je obejść i z nich korzystać dzięki integracji z Home Assistant oraz VPN, ale po co kombinować? Można by to było mieć w jednej aplikacji wBox. 🙂

Czytelnikom muszę wspomnieć, że prawie trzy lata temu Blebox w komentarzu pod jednym z moich artykułów złożył obietnicę, i jej dotrzymał. Rzeczywiście, gdy dziś przeglądam tamten wydaje mi się „niedawno” napisany artykuł widzę ogromną różnicę pomiędzy systemem, który wówczas opisywałem a tym, który dziś użytkuję.

Obietnica w komentarzu BleBox

Przeglądając artykuł, zastanawiam się co pominąłem? Co jest ważne i o czym warto napisać? Wiem, nie wspomniałem jeszcze o krzywej grzania.

Co wspólnego ma termostat z krzywą grzania?

Krzywa grzania (fachowo nazywana krzywą grzewczą) jest to funkcja sterowników (termostatów) wodnych kotłów CO. Z tego powodu w tym artykule nie poruszałem tego zagadnienia ponieważ tu koncentrowałem się na sterowaniu temperaturą w danym pomieszczeniu a nie na kotle CO (dobór termostatu a w sumie sterownika do sterowania kotłem CO dokonuje producent kotła). Nie zaszkodzi jednak jak w skrócie opiszę to zagadnienie.

Krzywa grzewcza to zależność, jaka występuje między temperaturą zasilania instalacji grzewczej a temperaturą powietrza panującą na zewnątrz. Krzywa grzewcza określa, do jakiej temperatury kocioł ma podgrzewać wodę przy danej temperaturze zewnętrznej. Ta zależność jest opisywana za pomocą dwóch parametrów: nachylenia krzywej oraz jej poziomu.

Źródło: https://www.techsterowniki.pl/blog/krzywa-grzewcza-czym-ja-ustawic

Sterownik kotła CO ma najczęściej do zamontowania dwa czujniki temperatury. Jeden czujnik mierzy temperaturę wody jaka jest nagrzewana przez kocioł, a drugi czujnik mierzy temperaturę panującą na zewnątrz. Dzięki temu kocioł z wyprzedzeniem może reagować na zmiany temperatur (ochłodzenie, lub ocieplenie). W przypadku, gdy w instalacji nie ma czujnika zewnętrznego kocioł może tylko pilnować temperatury wody, ale nie wie, czy na zewnątrz zbliża się ocieplenie i nie trzeba, aż tak mocno nagrzewać wody, czy zbliża się ochłodzenie i należy podnosić temperaturę czynnika grzewczego (wody). Zagadnienie to dobrze jest omówione na poniższych grafikach:

Krzywe grzewcze w sterownikach temperatury W jaki sposób wybrać krzywą grzewczą na podstawie temperatury odczuwalnej?

Zapewne rozpoczynając lekturę tego artykułu nie spodziewałeś się, że temat termostatów (tu omawiany dość pobieżnie) może być aż tak obszerny. Zastanówmy się jeszcze:

Jakie są najczęściej popełniane błędy podczas montażu i obsługi termostatu?

Jeśli uważnie czytałeś ten artykuł, nie będziesz zaskoczony niżej wymienionymi zagadnieniami, które są przyczyną, albo konsekwencją błędów popełnionych podczas wyboru, montażu i użytkowania termostatu:

  • Największym i najczęstszym błędem jest termostat, który został źle dobrany do pomieszczenia w którym ma być zamontowany i do źródła ciepła jakim ma sterować.
  • Wiele kłopotów i niezadowolenie użytkowników powoduje źle dobrane i nieprzemyślane umieszczenie czujnika temperatury (pamiętaj, że często czujnik temperatury jest zabudowany w termostacie), a instalator często montuje gdzie mu najłatwiej.
  • Poniekąd ten punkt jest podsumowaniem dwóch powyższych, czyli montaż i użytkowanie termostatu niezgodnie z zaleceniami producenta. Instrukcja obsługi jest po to, aby ją czytać i przestrzegać zawartych w niej zaleceń.
  • Myślenie minimalistyczne to kolejna przyczyna wielu późniejszych problemów. Kupując termostat często podejmujemy decyzje tu i teraz i aby było tanio, aby nie przepłacać, a po kilku sezonach grzewczych najczęściej chcielibyśmy mieć… No właśnie. Nie mówię, że musimy od razu korzystać z wszystkich funkcji jakie daje nam termostat, ale lepiej mieć większe możliwości i stopniowo z nich korzystać, niż podjąć decyzję na szybko, bez przemyślenia w kontekście przyszłości i później żałować.
  • Termostat potrzebuje czasu – ustaw żądaną temperaturę i daj mu działać. Poważnym błędem użytkownika jest co chwila poprawianie nastaw temperatury. Ustaw oczekiwaną temperaturę i obserwuj co się dzieje. Jeśli temperatura w pomieszczeniu jest inna od nastawionej, zastanów się co może być tego przyczyną? Czy czujnik temperatury jest prawidłowo zamontowany, czy źródło ciepła jest prawidłowo dobrane i czy ma fizyczną możliwość nagrzać pomieszczenie?
  • W przypadku elektronicznych głowic termostatycznych zadbaj o prawidłowy dobór i dopasowanie głowicy do posiadanego zaworu. Pamiętaj. Samo zastosowanie przejściówki (zamocowanie głowicy na zaworze) nie gwarantuje, że oba produkty są dopasowane mechanicznie i będą prawidłowo funkcjonować.
  • Zadbaj, aby dzieci nie bawoły się termostatem. Dla dzieci termostat to fajna zabawka. Rozregulują układ grzewczy a dorosły użytkownik się dziwi, dlaczego system nie działa tak jak powinien? Cóż patrz punkty wyżej – termostat nie lubi nagłych zmian. Ustaw temperaturę i zostaw go w spokoju. 😉
  • Zmiany wprowadzaj w przemyślany sposób. Jeśli nie masz doświadczenia w regulacji temperatury nie zmieniaj wielu parametrów na raz, bo nie będziesz wiedzieć, który parametr jak wpływa na temperaturę w danym pomieszczeniu. Osoby, które zaczynają przygodę z nowoczesnymi termostatami czasem nawet kilka dni ustawiają termostat, zanim poznają jak drobna zmiana wpływa na komfort cieplny w pomieszczeniu. I dobra rada – zanim zaczniesz zmieniać ustawienia termostatów elektronicznych sprawdź, czy producent przewidział przywrócenie ustawień domyślnych, lub spisz sobie jakie były oryginalne nastawy, abyś miał punkt odniesienia 😉

Odchodząc trochę od tematu termostatów wrócę do zagadnienia, które obiecałem omówić w ostatniej części poradnika dotyczącego elektrycznego ogrzewania. Mam na myśli:

Zakup energii elektrycznej, jaką taryfę wybrać?

To pytanie często przejawia się wśród osób, które decydują się na elektryczne ogrzewanie swoich mieszkań lub domów. Zacznijmy od zapoznania się jakie taryfy mamy dostępne u naszego dostawcy energii elektrycznej. Ponieważ moim dostawcą jest Tauron to poniższe zagadnienie omówię na jego przykładzie.

Rodzaje taryf energii elektrycznej dla domu

Chcąc wybrać najlepszą taryfę prądu dla domu, warto przede wszystkim poznać jej podstawowe rodzaje, a także charakterystykę. Dzięki temu podjęcie odpowiedniej decyzji co do tego, na jakich zasadach ma być rozliczana energia elektryczna ze sprzedawcą prądu, będzie o wiele prostsza. W przypadku gospodarstw domowych do wyboru mamy więc trzy podstawowe taryfy, które dzielą się na jedno, dwu, a nawet trzystrefowe w zależności od dostawcy energii elektrycznej.

Taryfa energii elektrycznej G11
Pierwszą z nich jest najpopularniejsza i podstawowa: taryfa G11 prądu dla domu, w której prąd jest rozliczany według jednej stałej ceny przez całą dobę niezależnie od dnia tygodnia, czyli jednostrefowo. Najczęściej na zwykłą taryfę decydują się osoby, które nie chcą się zastanawiać, kiedy bardziej im się opłaca korzystać z urządzeń elektrycznych lub prowadzą taki tryb życia, który sprawia, że ich zużycie prądu utrzymuje się na podobnym poziomie przez całą dobę, np. pracują z domu.

Taryfa energii elektrycznej G12
Drugim rodzajem taryfy prądu dla domu jest taryfa G12, określana także jako dwustrefowa, na co wskazuje, chociażby cyfra „2” w jej symbolu. Jej charakterystycznymi cechami jest to, że dzieli ona dobę na dwie strefy. Strefę dzienną — droższą oraz nocną — tańszą. U większości sprzedawców energii elektrycznej strefa dzienna wraz z wyższymi cenami za prąd zaczyna się zazwyczaj od godziny 06:00 i trwa do 15:00 oraz od 17:00 do 22:00, pozostałe godziny doby to natomiast strefa nocna obejmująca taryfę nocną. W związku z tym taryfa dwustrefowa jest idealnym rozwiązaniem dla osób, które generują większe zużycie energii wieczorową porą lub posiadają instalację fotowoltaiczną, która nie produkuje prądu nocą.

Taryfa energii elektrycznej G12w
Ostatnia z taryf prądu dla domu to natomiast szczególna odmiana taryfy dwustrefowej G12 oznaczana jako taryfa G12w ze względu na fakt, że energia elektryczna jest w niej tańsza nie tylko w określonych godzinach w ciągu domu, ale także w weekendy oraz dni ustawowo wolne od pracy. W jej przypadku cena w strefie nocnej jest najniższa ze wszystkich taryf, analogicznie jest ona jednak także najwyższa w strefach dziennych. Taryfa ta jest więc dobrym rozwiązaniem wyłącznie dla osób, które świadomie potrafią dopasować poziom zużycia energii do określonych pór dnia oraz dni tygodnia. Na koniec warto dodać, że istnieje także taryfa G12as tzw. antysmogowa. Dedykowana jest ona dla osób, które wymieniły piec opalany paliwem stałym na elektrycznej źródło ciepła.

Źródło: https://optimalenergy.pl/taryfy-pradu/

I co z tą wiedzą zrobić? Cóż, szczerze to nikt nic mądrego Ci nie podpowie. Dlaczego? Jest zbyt dużo zmiennych, które wpływają na końcowy rachunek. Na początek każdy musi przyporządkować się do jednej z dwóch grup:

  • NIE MAM fotowoltaiki, turbin wiatrowych (energii odnawialnej) i nie planuję jej zakładać.
  • MAM fotowoltaikę, lub inną formę produkcji energii odnawialnej i rozliczam się:
    • według „starych zasad”,
    • w systemie Net-billing.

Brak fotowoltaiki i odnawialnych źródeł energii

Jeśli nie masz fotowoltakiki, lub w inny sposób nie wytwarzasz energii elektrycznej i zakładasz elektryczne ogrzewanie to co byś nie robił rachunki za prąd wzrosną. W tym momencie nie koncentrowałbym się na ilości potencjalnie zużytych kWh (to będzie zależało od wybranego źródła ciepła i nastawianych temperatur), lecz bardzo dokładnie i długoterminowo starałbym się przewidzieć w jaki sposób będziesz użytkował dom, lub mieszkanie. Tu nikt za Ciebie nie odrobi pracy domowej (chyba, że opłacisz jakiegoś rzetelnego konsultanta, ale on weźmie pieniądze i zada Ci podobne pytania). Na podstawie analizy możesz próbować przewidzieć w jaki sposób Twój budynek będzie pochłaniał energię cieplną i w jakich okresach elektryczne źródło ciepła będzie się włączało. Tak naprawdę tu nie ma mądrych a Twój dom nie ma budżetu misji kosmicznych wiec nikt nie będzie tracił setek godzin na rzetelne analizy ok, ktoś coś oszacuje, ale ile to będzie miało wspólnego z rzeczywistością? Może jestem uprzedzony, ale u kilkorga znajomych widziałem takie płatne wyliczenia, cóż rzeczywistość w każdym przypadku pisała swój scenariusz a właściciel płacił (płakał, klął na tych co obiecywali i płacił bo cóż mu zostało?).  Energetyka nie da Ci prądu za darmo i jeśli jakaś taryfa w pewnych godzinach ma tańszy prąd, to w innych jest on droższy. To w Twoim interesie jest, aby zużywać prąd wówczas, gdy jest tani. I tu dochodzimy do sedna. Teraz wiesz dlaczego dla mnie tak ważne są wykresy i możliwość eksportu danych z poszczególnych termostatów? Na początku nie wiem nic. Co najwyżej mogę coś zakładać, ale po pierwszym pełnym sezonie grzewczym automatyka w moim domu ma już bardzo dużo danych, które wystarczy wyciągnąć do odpowiedniego narzędzia (dla mnie Excel) wstępnie je uporządkować i zobaczyć jakie wnioski się nasuwają. W jaki sposób można optymalizować koszty, czyli porównać swoje pierwotne szacunki z rzeczywistym zużyciem energii elektrycznej. Wówczas mam realne dane i mogę rzetelnie porównać to z ofertami taryf dostawcy prądu. Ale pamiętaj: „nie wszystko złoto, co się świeci”. Warto jest poświecić kilka wieczorów, przepisać i wprowadzić dane z grup taryfowych dostawcy prądu do Excela i zasilić tak przygotowane arkusze realnymi danymi z ostatniego sezonu grzewczego (dane np. wyeksportowane z termostatów thermoBox). Jeśli jeszcze ich nie masz, to zrób jakieś założenia (spisz je aby pamiętać i móc później się do nich odnieść), przeprowadź własne symulacje. Wówczas na realnych danych masz porównanie ile byś zapłacił za energię elektryczną w poszczególnych taryfach, ale pamiętaj, aby w tej analizie uwzględnić nie tylko cenę kWh, ale również sprawdzić, czy wraz ze zmianą taryfy nie zmienia się wysokość różnych innych opłat, które są składową rachunku za prąd.

Co robić, jeśli masz obawy i nie umiesz podjąć decyzji? Nie rób nic 😉 Najpopularniejsza taryfa G11 nie jest zła. Tu masz przynajmniej tyle spokoju, że niezależnie od pory dnia, lub dnia tygodnia cena kWh jest zawsze taka sama. Czasami może się to okazać lepszym rozwiązaniem niż nieprzemyślana zmiana taryfy i zużywanie dużych ilości energii elektrycznej w okresie, gdy prąd kupujesz drogo.

Jeśli masz fotowoltaikę, lub w inny sposób produkujesz energię elektryczną to masz dwie możliwości:

Prosument – rozliczanie się w systemie opustów

Rozliczając się według starych zasad – pamiętaj, że i tak kiedyś to się skończy (obecnie mówią, że w 2037 r, a czas szybko mija) i będziesz musiał przejść na system aukcyjny, ale na to masz jeszcze kilka lat – więc twoja analiza będzie bardzo podobna do tej przed chwilą omawianej – UWAGA – musisz sprawdzać bo tu może być haczyk – czy zmiana taryfy, nie będzie traktowana jako zmiana umowy i nie zostaniesz automatycznie przeniesiony do rozliczania Net-billing a później do systemu aukcyjnego. U Ciebie dodatkowo warto brać pod uwagę kiedy Twoja instalacja produkuje prąd? Jak byś nie liczył w starym systemie rozliczeń najbardziej opłaca Ci się go od razu zużywać. Wówczas nic nie tracisz 😉

Prosument – rozlicznie według Net-billing

Rozliczając się według Net-billing (właśnie ja jestem w tej sytuacji) nie masz większego wyboru bo o ile nic się nie wydarzy to w 2024 i tak przechodzimy z automatu na rozliczanie w systemie aukcyjnym i tu mogą być niespodzianki. Jak można wychwycić z niektórych wypowiedzi cena energii w niektórych okresach może być ujemna co oznacza, że za oddaną do sieci energię zapłacimy. Tak, nie pomyliłem się to my oddamy do sieci energetycznej „prąd” i zapłacimy „karę” za to, że oddajemy go w okresie, gdy w sieci energii elektrycznej jest go za dużo. Cóż, czy tak się stanie – czas pokaże. Wiem jedno. Warto inwestować w urządzenia, które umożliwią analizę danych na temat zużycia i produkcji energii elektrycznej. U siebie zakładam podlicznik (mam dwa falowniki i podlicznik Froniusa), który mogę zintegrować z Home Assistant – przykład podobnej integracji został opisany w artykule: Jak zintegrować licznik energii z Home Assistant? Integracja jest mi niezbędna, aby gromadzić dane do późniejszych analiz – skąd mogę wyeksportować dane i w jednym pliku analizować zużycie w całym budynku, produkcję przez fotowoltaikę i zużycie przez kocioł elektryczny oraz porównywać to z temperaturą w poszczególnych pomieszczeniach jaką pozyskam z thermoBoxów i temperaturą zewnętrzną wiatrem itd. co pozyskuję z innych czujników Blebox). Co potem? Jeszcze nie wiem. Na pewno dokładana analiza i zarządzanie produkcją, zużyciem a może i magazynowaniem. Rozważam magazyn energii i odpowiednie nim zarządzanie tak, aby wyprodukowaną w dzień energię (w okresie, gdy jest tania) gromadzić i odsprzedać wieczorem w okresie, gdy będzie droga a zużywać w dzień energię, którą pobiorę z sieci energetycznej – przecież będzie tania 😉

Czy tak się uda? Oczywiście, ale do tego trzeba mieć odpowiednio przemyślaną i przygotowaną instalację. Trzeba mieć falownik i magazyn energii, oraz system zarządzania, które umożliwią taką automatyzację (niestety nie każdy falownik daje takie możliwości i bardzo niewiele osób myśli o tym podejmując decyzje o montażu fotowoltaiki – najpierw zamontują, a jak już działa to wgryzają się w temat i dopiero widzą co mają, a co mogliby mieć za niewielką dopłatą – o ile decyzja byłaby podjęta jeszcze przed montażem), ale to temat na inny artykuł, może kiedyś opiszę to zagadnienie? Tymczasem krótko podsumuję cztery artykuły poświęcone tematyce elektrycznego ogrzewania.

Ogrzewanie elektryczne – podsumowanie

Niezależnie co byś nie robił i jakie źródło ciepła zamontujesz musisz mieć świadomość, że ogrzewanie kosztuje. Jak wszędzie tak i tu panuje moda, na węgiel, gaz, prąd, pelet, itd. a ceny kosztów ogrzewania są powiązane z modą 😉 Większość społeczeństwa, która w danej chwili podejmuje decyzję o tym, czym w najbliższych latach będzie ogrzewać dom, lub mieszkanie kieruje się kosztami zakupu i późniejszej eksploatacji, i tak to już jest, że z pewnym opóźnieniem w stosunku do „mody grzewczej” idą podwyżki danego „paliwa” (w tym prądu). To bardzo przypomina mi sinusoidę której – mówiąc językiem elektryków – pełen okres przejścia przez „zero” trwa wiele lat. Tu aż przypomniało mi się skojarzenie z poniższym rysunkiem który przedstawia przepięcie. Czy w 2022 r ceny opału (szczególnie ekogroszku) nie przypominają przebiegu przepięcia?  

Przykład przepięcia

Gdy koszty eksploatacji i montażu są w danym źródle ciepła najniższe (sinusoida w okolicy najniższego punktu) to nastaje na nie moda i większość osób, które dopiero decydują się na wybór źródła ciepła, lub są w okolicy górnej sinusoidy (mają wysokie koszty eksploatacji) przerzucają się na „tanie” ciepło (to które w danym momencie jest na dole sinusoidy), ale z czasem to się zmienia 😉 i tak obserwując na przestrzeni lat warto mieć wiele źródeł ciepła i przełączać się na to, które w danej chwili wychodzi najtaniej (takie idealistyczne porównanie), ale obecnie stoimy pod ścianą (dociskani przez Unię Europejską). Nie będę oceniał słuszności tych działań, ale jestem przekonany, że większość społeczeństwa jest na nie nieprzygotowana. Mamy wycofać się z węgla i innych paliw stałych (wraz ze zmniejszeniem popularności tego paliwa będzie ono tanieć), padają daty do kiedy mamy wycofać się z ogrzewania domów gazem (tu też wraz z spadkiem zainteresowania tym surowcem ceny powinny spadać). Co zostaje? Prąd! Tylko, że nasze sieci przesyłowe nie są lokalnie (na poziomie osiedli) przystosowane do tak dużego obciążenia. Znowu posłużę się swoim przykładem. Ponieważ przechodzę na ogrzewanie elektryczne zmieniam moc przyłączeniową z 17 na 32 kW, i (koszty pomijam) energetyka zwiększy mi moc do połowy 2024 r (czas oczekiwania 1,5 roku od momentu wydania warunków i podpisania umowy). Super, tylko to pokazuje, że decyzje o zmianie ogrzewania trzeba traktować naprawdę długofalowo i czasami od podjęcia decyzji, do uruchomienia elektrycznego ogrzewania może minąć okres nawet kilku lat. Pamiętaj, że zmiana mocy przyłączeniowej to nie tylko ogrzewanie – zastanów się już teraz, jeśli planujesz zakup elektrycznego samochodu i chciałbyś korzystać z szybkich ładowarek. 

Patrząc długofalowo (o ile nic się nie zmieni) jesteśmy skazani na uzależnienie od energii elektrycznej. Czy to dobrze? Nie wiem. Wiem, że nie mam na to wpływu, przyjmuję to jako pewnik i staram się wyprzedzić niektóre otaczające mnie działania. Jeśli nic się nie zmieni, za dwa, trzy lata mój dom w całości będzie korzystał tylko z energii elektrycznej (poza wodą oczywiście). Ale u mnie nie przechodzi to tak szybko jak się czyta 😉 Jak wielokrotnie podkreślam podczas różnych szkoleń i w wielu artykułach do pewnych zmian trzeba się przygotować. Pamiętaj, że rozmawiając o ogrzewaniu elektrycznym i o nowoczesnym sterowaniu nie możemy zapominać o miniaturowej elektronice, która nas otacza i którą (o ile ma działać niezawodnie) musimy chronić od przepięć i uwzględnić możliwe przerwy w dostawie prądu. Jak z wszystkim nie ma co podejmować decyzji pod wpływem chwili, lecz należy dobrze zastanowić się nad tym co, po co i jak chcemy zrobić? Jaki cel osiągnąć. Te ważne zagadnienia opisałem w serii poradników:

Jak zabezpieczyć się od przepięć? Jak zrobić zasilanie rezerwowe domu?

Dostaję również wiele pytań odnośnie opłacalności montażu fotowoltaiki (zagadnienia elektrycznego ogrzewania i fotowoltaiki są dla ludzi praktycznie nierozłączne). Jak się pewnie domyślasz nie ma jednej poprawnej odpowiedzi 😉 Wszystko zależy od Twoich założeń. Gdy wysoko cenisz bezpieczeństwo (cóż pożary od szeroko pojętej instalacji elektrycznej zdarzają się coraz częściej) wówczas instalacja będzie droższa a czas zwrotu dłuższy, ale gdy zakładasz najprostszą instalację bez automatyzacji i możliwości szczegółowych analiz, oraz nie zwracasz uwagi na skuteczną ochronę przeciwprzepięciową i bezpieczeństwo (zasada CCC i jakoś to będzie) to i koszty inwestycji będą małe a czas zwrotu szybki. Ważne, abyś znał złożoność zagadnienia, był świadomy ryzyka i mógł podejmować najlepsze dla Ciebie decyzje. Co opłaca się jednemu, innemu może przynieść stratę. W jaki sposób podszedłem do analizy opłacalności fotowoltaiki dowiedzieć się możesz z artykułu: Czy instalacja fotowoltaiczna się opłaca?

Czy instalacja fotowoltaiczna się opłaca?

Jak widzisz wszystko kręci się wokół pieniądza i ewentualnych oszczędności. Gdyby nie to, nie rozmawialibyśmy o sposobach sterowania ogrzewaniem. Po prostu byłoby tak, jak nieraz słyszę podczas szkolenia „grzejnik na ful i otwarte okno”. Można i tak. Analizując opłacalność ogrzewania elektrycznego uwzględnij, że w stosunku np. do opalania węglem nie trzeba mieć składu opału, a więc odzyskujesz jedno pomieszczenie za które prawdopodobnie płacisz podatki 😉 i nie ma potrzeby dwa razy do roku czyścić z sadzy komina, wynosić popiół itd. Ale co Ci tu będę pisał przecież każdy kto opala dom węglem wie o czym piszę. Osobom, które nie czytały pierwszej części poradnika polecam rozdział: Czy ogrzewanie elektryczne jest bezpieczne?

Nie ma złych rozwiązań, są tylko źle dobrane. Nie ma również idealnych rozwiązań, które „nic nie kosztują”, wiec pamiętaj, aby dokonując kalkulacji np. przy pompach ciepła dopytywać o koszty INWESTYCYJNE (tu najczęściej mówią o tych „grubych” a drobnica, która ostatecznie robi również sporą wartość to tak „jakoś dziwnie” 😉 jest często pomijana) i EKSPLOATACYJNE (o tych przeważnie sprzedawcy nie mówią, lub mówią tak oględnie, abyś zbyt dużo się nie dowiedział). Niezależnie od wybranego źródła ciepłą mówiąc o kosztach eksploatacyjnych zwróć uwagę na ceny i zakres przeglądów okresowych. Pomnóż to przez ich częstotliwość i dowiedz się, czy każdy w swym zakresie jest taki sam, oraz co najczęściej jest wymieniane i ile kosztują części. Taka analiza potrafi diametralnie wywrócić misternie przygotowywane tabelki z opłacalnością. „Nieznajomość prawa nie zwalnia od odpowiedzialności”. W szczególnych przypadkach (artykuł ten pisany jest ogólnie wiec wolę napisać więcej, niż za mało) może zachodzić konieczność, aby Twoją instalację grzewczą skontrolował Urząd Dozoru Technicznego (dotyczy to szczególnie dużych zasobników buforowych wody – słyszałem już pomysły o kilkutonowych – tylko czy posadzka wytrzyma – w dużym skrócie – kilku moich rozmówców miało pomysł, aby w tonach wody gromadzić energię cieplną i w ten sposób zastępować akumulatorowy magazyn energii). Odnośnie obowiązku kontroli UDT sam musisz rozpoznać temat, ja jedynie podrzucę dwa linki, które mogą pomóc:

I na koniec co robić, gdy rozmawiając np. z rodzicami, kolegami, czy innymi osobami usłyszysz:

„Bo ja to nie jestem pewien, czy lepiej włączać na full grzanie i po chwili wyłączać (tak jak opisywałem w artykule, gdy przy ogrzewaniu grzejnikami termostat steruje siłownikiem termicznym), czy może lepiej ręczną głowicę termiczną na 3 ustawić i niech sobie, aby, aby grzeje cały czas – grzejnik 24/7 jest letni”.

Nic na siłę. Do każdej decyzji trzeba dorosnąć a lepsze jest wrogiem dobrego. Ludzie ogólnie nie lubią zmian. Jeśli zmiany wiążą się z wydawaniem pieniędzy i dotyczą rzeczy, które do tej pory im nie przeszkadzały to wręcz się ich boją i są źle do nich nastawieni. Niech każdy decyduje sam o sobie, a Twoi rozmówcy? Zapamiętają, będą Cię obserwować, pytać i może kiedyś sami dojdą do przekonania, że czas na zmiany. A może to oni mają rację 😉

Jeśli myślisz o budowie a może ktoś znajomy się buduje to może mu się przydać: Budowa domu – instalacja elektryczna – PORADNIK

O czym pamiętać podczas wykonywania instalacji elektrycznej?

Jeden komentarz

  1. Sławek L.

    15 marca 2023 o 10:30

    Sporo czasu zajęło mi przeczytanie tego artykułu jak i poprzednich związanych z ogrzewaniem. Z mojego punktu widzenia materiał, jaki jest zawarty w tych artykułach jest tak duży, że nie wystarczy go tylko przeczytać, ale i jakoś sobie go przyswoić. Uważam, że autor sporo czasu i pracy włożył w napisanie takich artykułów choć czasami wydaje się, że artykuły są trochę jak by przydługawe, ale rzeczywiście zakres zagadnienia jest niesamowicie duży.
    Kiedyś wystarczyło po prostu napalić w piecu i już było ciepło. Potem doszły rozważania na temat szczelności okien i drzwi oraz sposobie wentylacji. Potem dołączyło do tego budownictwo oparte na przenikalności cieplnej, ocieplanie, docieplanie, izolowanie domów.
    A teraz mierzymy się z tak wielkim zakresem rozważań na temat energii cieplnej, energii elektrycznej, że sporo czasu musimy poświecić na odpowiedzenie sobie na pytania z założeń a co dopiero realizacyjne. I tutaj czasami rodzi się we mnie bunt. Bo z jednej strony wszystko powinno być takie proste, ekologiczne i przyjazne człowiekowi a z drugiej strony takie nie jest. Poświęcamy mnóstwo czasu na zarabianie pieniędzy pod pretekstem stworzenia sobie lepszego życia, łatwiejszego życia, a potem okazuje się, że musimy dokonywać wyborów, kompromisów i nie jesteśmy w 100% zadowoleni.
    Oczywiście wszystko rozgrywa się w przestrzeni naszych możliwości finansowych jak i potrzeb. Piotr pisze sporo o różnych zagrożeniach natury technicznej, konstrukcyjnej, elektronicznej, programowej, itd. Trudno nie zadać sobie pytania jak daleko automatyzacja może sięgać w moje życie i jak daleko, skoro niesie za sobą tyle niebezpieczeństw, zagrożeń ?
    Parę lat temu uczestniczyłem w projektowaniu, budowaniu i uruchamianiu tzw. inteligentnego domu. Prace projektowe trwały rok, co dla przeciętnego inwestora to wydaje się nie do przyjęcia. Mnie tez już męczyło to ciągłe spotykanie się, omawianie założeń, problemów i technologii w gronie różnych instalatorów z różnych branż oraz budowniczych. Po półtorej roku był już gotowy i zaakceptowany projekt i przystąpiono do budowy domu. Stał na skraju lasu, niedaleko jeziora i z dala od „cywilizacji”.
    Odpowiedzialny byłem za instalację antenową. Taki malutki wycinek z tego projektu. Koszt „inteligencji” domu szacowany był na 1,5 mln. Dla mnie to był kosmos. Specjalne pomieszczenie techniczne wielkości dużego mieszkania w bloku w którym spotykały się wszystkie instalacje.
    Ale taka kwota za automatykę !!! To był system całkowicie autonomiczny, pod klucz, specjalnie projektowany, oparty na serwerach przemysłowych. Autonomia sterowania tym domem polegała na tym że to system dbał o komfort życia domowników i gości. System już wtedy uczył się pewnych zachowań a użytkownicy mogli tak naprawdę tylko zaingerować poprzez rozmieszczone w całym domu panele zarówno stałe jak i przenośne w sytuacjach, w których system działał standardowo a ktoś chciał czegoś innego. Mnóstwo czujników, mnóstwo informacji dostarczanych do serwerów. Ten dom rzeczywiście żył sam, bo system tego domu miał porobione założenia i tych założeń się trzymał.
    Żeby utrzymać temperaturę w jakimś pomieszczeniu stosował sporo różnych zachowań. Od żaluzji, rekuperacji, ogrzewania czy też klimatyzacji, otwieranie okien, itd. Nie każdy miał taki sam status ingerowania w system. Biuro projektowe chwaliło się że co prawda oprogramowanie dla tego domu jest oparte na jakimś ogólnym rdzeniu, to cała reszta jest niepowtarzalnym oprogramowaniem. Można wprowadzić poprawki do oprogramowania ale nie trzeba nic poprawiać w elementach wykonawczych.
    Podsumowując. Taki system może jest bardzo dobry, ale ja uważam ze każdy system może być dobry dla klienta jeśli jest świadomy co kupuje i za jakie pieniądze. Kiedy jest świadomy zarówno zalet ale przede wszystkim niedoskonałości systemu. Powinien się cieszyć tym na co go stać. Dlatego mamy też taka różnorodność w samochodach. Jednego stać na samochód za kilkaset tysięcy złotych i więcej a innego na samochód za kilkadziesiąt tysięcy. I jeden i drugi dojedzie tam gdzie chce a różnica będzie polegała w jakim czasie, w jakiej wygodzie i który w razie czego jakie może zagwarantować bezpieczeństwo. Z jedne strony zależy nam na oszczędnościach i ochronie środowiska a z drugiej dokładamy urządzeń, które mając zapewnić nam oszczędności lecz same pobierają energię a na wyprodukowanie ich i skonstruowanie idzie jeszcze więcej energii. Błędne koło…
    Szacun dla autora za ataki tekst. Myślę że do tego tekstu u nie jednego powstanie sporo pytań.

    Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Zobacz także

Jaka puszka do elektroniki Smart Home?

Budowa i remont to okazja do zmian (również w elektryce) więc, czy puszka…