Jak stworzyć inteligentny system sterowania ogrzewaniem?

Inteligentny system sterowania ogrzewaniem podłogowym wymaga sterowników.

Ogrzewanie podłogowe – przy wszystkich swoich zaletach – ma pewną „wadę”. Nie jest w pełni samowystarczalne, gdyż musi być odpowiednio sterowane. Bez tego nie można mówić o jego energooszczędnym działaniu.

Choć w teorii nie ma żadnego przymusu sterowania podłogówką, w praktyce bez sterowników nie będziemy zadowoleni z jej pracy. A jeśli zależy nam na najbardziej efektywnym działaniu, najlepiej zdecydować się na inteligentny system sterowania ogrzewaniem podłogowym.

Inteligentny, czyli – w skrócie – wykorzystujący potencjał sterowania internetowego, które daje nam niemal nieograniczone możliwości budowania domowej sieci urządzeń (IoT). Dzięki temu w dowolny sposób powiążemy pracę ogrzewania np. z oświetleniem czy elektroniką domową. Urządzenia w całym budynku będą ze sobą współpracowały.

Jednak wybór inteligentnego systemu sterowania ogrzewaniem podłogowym nie powinien być pochopny. To nie tak, że cokolwiek wybierzemy, i tak dobrze spełni funkcję. Aby nie żałować, taki wybór warto przemyśleć pod kilkoma względami.

Inteligentny system sterowania ogrzewaniem podłogowym a algorytm sterujący

Choć szukając regulatorów temperatury mało kto zawraca na to uwagę, o ich skuteczności decydują tzw. algorytmy sterujące. Są to wbudowane w regulatory oprogramowania, które zarządzają poborem energii grzewczej (mowa oczywiście o nowoczesnych urządzeniach, nie o termostatach mechanicznych).

Dlaczego to takie ważne?

Ponieważ nie każdy algorytm sprawdzi się przy podłogówce. Starsze sterowniki lub te, które wykorzystują jedynie histerezę, mogą nie spełnić naszych oczekiwań. Przy czym nie chodzi o to, że histereza nie obsłuży tego typu ogrzewania. Obsłuży, lecz jej dokładność, a co za tym idzie, efektywność sterowania, jest znacznie niższa niż przy algorytmach takich jak np. TPI. A my będziemy to odczuwać.

Histereza: najprostszy algorytm dwupołożeniowy („włącz/wyłącz”). Działa na zasadzie lekkich przesterowań; oscylacji temperatury w ustalonych wartościach. Przykład: jeśli histerezę ustawimy na poziomie ± 0,5℃, a wartość zadaną na 22℃, regulator uruchomi urządzenie grzewcze, gdy temperatura spadnie do 21,5℃ i wyłączy, gdy wzrośnie do 22,5℃. Taki schemat jest nieprecyzyjny, bo regulator reaguje 0,5℃ przed i po osiągnięciu zadanej przez nas temperatury.

TPI: Time Proporcional and Integral to stabilny, samouczącego się algorytm sterowania impulsowego. Na bieżąco przelicza czas pracy urządzenia grzewczego na podstawie matematycznych całek. Wielką zaleta TPI jest to, że program uczy się zapotrzebowania pomieszczenia na ciepło. Dzięki temu sterownik przelicza, na jak długo trzeba włączyć grzanie, aby na wskazaną godzinę osiągnąć temperaturę zadaną. A gdy temperatura zbliża się do spadku zadanej wartości, sterownik odpowiednio wcześniej uruchamia ogrzewanie. Nie ma tu charakterystycznych dla histerezy przesterowań, regulacja jest dokładniejsza.

Ogrzewanie podłogowe, w przeciwieństwie do grzejnikowego, cechuje długa bezwładność cieplna. Oznacza to, że powierzchnia grzejna długo się nagrzewa, a potem długo oddaje ciepło otoczeniu. Aby sterowanie taką instalacją było efektywne, lepiej nie opierać go na prostym mechanizmie ciągłych przesterowań, jak przy histerezie. Potrzeba zaawansowanego programu, który obliczy moment włączania i wyłączania ogrzewania zgodnie z ustawieniami. Inteligentny system sterowania ogrzewaniem podłogowym potrzebuje najnowocześniejszych rozwiązań.

Właśnie dlatego przy podłogówce najlepiej sprawdzą się regulatory z algorytmem TPI, który steruje temperaturą podłogówki z matematyczną dokładnością. Dzięki temu nie marnotrawimy energii, płacimy znacznie niższe rachunki, odczuwając pełen komfort cieplny. A właśnie na tym nam zależy.

Tak że wybierając inteligentny system sterowania ogrzewaniem podłogowym zacznijmy od wyboru odpowiedniego algorytmu sterującego.

Inteligentny system sterowania ogrzewaniem a rodzaj komunikacji

Przy wyborze sterowania ogrzewaniem dopasowanego do naszych potrzeb ważną rolę odgrywa również to, na jakim etapie budowy jesteśmy w momencie wdrażania systemu. Od tego zależy rodzaj komunikacji, na jaką się zdecydujemy.

Inteligentny system sterowania ogrzewaniem podłogowym kojarzy się głównie z komunikacją bezprzewodową, jednak to nie jest jedyna opcja budowania domowej sieci smart urządzeń. Wiele sterowników pracujących w sieci ZigBee daje możliwość komunikacji przewodowej.

Jeśli budujemy dom lub jesteśmy przygotowani na obszerne prace remontowe, śmiało możemy sobie pozwolić na położenie przewodów. Jeśli jednak instalujemy inteligentny system sterowania ogrzewaniem podłogowym w budynku, w którym mieszkamy/pracujemy i nie mamy planów remontowych, komunikacja przewodowa może się okazać niemożliwa. Wtedy skorzystajmy ze sterowników bezprzewodowych, których sygnał – w razie potrzeby – możemy wzmocnić repeaterami sieci.

Skoro mowa o sieci, wybierzmy protokół komunikacji

Tworząc inteligentny system sterowania ogrzewaniem podłogowym musimy zdecydować, na jakim protokole transmisji danych nam zależy – Wi-Fi czy ZigBee.

System sterowania ogrzewaniem komunikujący się w protokole ZigBee zapewnia stabilne działanie również przy braku łączności internetowej. Zapisane reguły i zależności między urządzeniami pracują, mimo przerwy w dostawie Internetu.

Z kolei system oparty na Wi-Fi zapisuje powiązania między urządzeniami w zewnętrznej chmurze, co powoduje, że przy braku Internetu nasz smart home (i wszystkie zbudowane w nim powiązania) czasowo przestaną działać.

Niby nic wielkiego, bo przecież możemy poczekać na powrót łączności internetowej, jednak technologia ma to do siebie, że przyzwyczaja nas do luksusu. Dlatego, gdy nagle zostaniemy od niej odcięci, możemy się czuć niekomfortowo. Bezradni, jakby ktoś wyłączył światło.

Odpowiedź na pytanie, który protokół komunikacji wybrać, zależy więc od naszych preferencji i od tego, jak bardzo jesteśmy narażeni na internetowe przestoje. Jeśli chcemy mieć pewność, że reguły inteligentnego domu nie ustaną, dopóki sami ich nie wyłączymy, bezpieczniejszym wyborem będzie ZigBee 3.0.

Przy czym warto pamiętać, że przewodowe regulatory temperatury pracujące na Wi-Fi – mimo ustania reguł inteligentnego domu w chwili braku Internetu – nie przestaną ogrzewać naszego domu (pracują „po kablu”, więc przepływ czynnika grzewczego w instalacji działa nadal).

Technologiczna otwartość

Bez względu na to, czy zdecydujemy się na protokół ZigBee 3.0 czy Wi-Fi, inteligentny system sterowania ogrzewaniem podłogowym ma wiele technologicznych zalet. Jedną z nich jest otwartość na inne platformy automatyki domowej typu smart (np. TUYA), co roztacza przed nami imponujący wachlarz możliwości.

Taki system pozwala stworzyć własną inteligentną sieć (nie tylko sterowanie ogrzewaniem) złożoną z urządzeń różnych marek, i wszystkie obsługiwać w tej samej aplikacji mobilnej. Taka uniwersalność i otwartość na integrację jest cenna, ponieważ daje nieograniczone możliwości w tworzeniu domowej sieci IoT.

Jeśli chcemy móc tworzyć coraz bardziej rozbudowaną sieć złożoną z elektroniki różnych firm, naszym wyborem powinny produkty kompatybilne z platformą tak rozpowszechnioną, jak np. TUYA.

Inteligentny system sterowania nie może być trudny w obsłudze

Inteligentny system sterowania ogrzewaniem podłogowym jest obsługiwany w stworzonej do tego celu aplikacji. Takie rozwiązanie jest wygodne, ponieważ daje możliwość szybkiego sprawdzenia/skorygowania pracy regulatorów i innych smart sterowników. Jednak bezcenne w codziennym użytkowaniu jest intuicyjne menu aplikacji w języku polskim oraz wspomniana wcześniej uniwersalność.

Dobrze zaprojektowana, przystępna w odbiorze aplikacja może zdecydować o przydatności całego systemu sterowania. Jeśli lubimy i potrafimy korzystać z jej wszystkich funkcjonalności, system zyskuje na wartości.

Warto wybrać producenta systemów sterowania, który zaoferuje aplikację obsługującą także elektronikę innych marek – w ramach pełnej kompatybilności z międzynarodową platformą automatyki domowej (np. TUYA). Warto zaufać temu, kto daje nam najwięcej możliwości.

Odpowiednio dobrany inteligentny system sterowania ogrzewaniem podłogowym gwarantuje wygodne i satysfakcjonujące zarządzanie zużyciem energii grzewczej – zawsze dopasowane do naszych oczekiwań i sposobu, w jaki żyjemy. Dlatego zanim cokolwiek kupimy, rozważmy wszystkie powyższe czynniki.