Pomimo budowy nowego domu z najnowszych i najlepszych materiałów, niekoniecznie będzie to dom oszczędny, który wymaga małych nakładów finansowych w czasie użytkowania (na energię grzewczą CO i CWU, remonty, utrzymanie domu we właściwej temperaturze i wilgotności).
W niektórych rejonach geograficznych, szczególnie dalej od miast praktycznie nie ma możliwości wyboru źródła energii grzewczej. Dodatkowo ten sam dom w zależności od lokalizacji i usytuowania będzie potrzebował różnej ilości energii (nawet do kilkuset procent).
Wynika to z faktu że straty cieplnie zależą od bardzo wielu zmiennych. które zależą od klimatu, usytuowania, warunków atmosferycznych:
- nasłonecznienie budynku
- osłonięcie od wiatrów
- pory dnia i roku
- usytuowanie budynku względem kierunków geograficznych
- wilgotność powietrza
- ciśnienie powietrza
- wielkość i rozmieszczenie otworów okiennych i ich parametry cieplne
- projektu architektonicznego
Dodatkowo architekci prześcigają się w tworzeniu projektów, które są dalekie od oszczędności zarówno w trakcie budowy jak i po zamieszkaniu. Im dom będzie bardziej różnił się od bryły prostopadłościennej tym będzie wymagał większych nakładów na ogrzewanie. Konstrukcja dachu i kształt jest jeszcze ważniejszy, gdyż przez dach ucieka najwięcej ciepła. Jest to spowodowane wzrostem powierzchni zewnętrznej budynku w stosunku do tej samej kubatury, co powoduje zwiększenie strat energii i jej ucieczki przez ściany. Dodatkowo dochodzą problemy z ociepleniem i prawidłowym wykonaniem skosów, łączeń, kątów, które najczęściej stanowią „mostki cieplne”.
W przypadku budowy domu wolno-stojącego różnice nakładu na koszty energii w zależności od zastosowanego źródła energii mogą wynosić nawet 500%.
Aby ograniczyć koszty energii jednocześnie nie stając się „niewolnikiem” własnego domu konieczne jest zastosowanie tanich i odnawialnych źródeł energii oraz realizacja automatyki sterująco-kontrolnej kotłowni i wszystkich jej elementów będącej częścią systemu Automatyki zwanej też jako Inteligentny Dom, Inteligentny Budynek eHouse.
Należy także pamiętać o utajonych i długoterminowych (np 10-20lat) wydatkach związanych z użytkowaniem domu takich jak koszty remontów, koniecznych napraw w wyniku nieprawidłowego użytkowania domu, itd.
Na przykład możliwe jest ograniczenie wydatku na energię grzewczą zimą przez kompletne zablokowanie wymiany powietrza i wentylacji (uszczelnienie domu) jednak długoterminowo spowoduje to:
- brak ucieczki pary wodnej i zawilgocenie budynku wewnątrz.
- konieczność wykonywania częstszych remontów ze względu na wzrost wilgotności.
- możliwość wystąpienia grzybów, pleśni trudnych do zwalczenia.
- pojawienie się zapachu stęchlizny.
- może powodować to rozmaite schorzenia alergiczne, astmę, złe samopoczucie, uczucie ciągłego zmęczenia.
- zawilgocenie murów i pogorszenie parametrów termicznych materiałów budowlanych.
- zawilgocenie wełny mineralnej w ociepleniu dachu co spowoduje jej zagrzybienie i drastyczne pogorszenie współczynników izolacyjności, gdyż woda przewodzi temperaturę 25 razy lepiej niż powietrze.
- zawilgotnienie i psucie się więźby dachowej i w patologicznych przypadkach konieczność jej wymiany.
- konieczność wymiany całego ocieplenia poddasza co pociąga za sobą drastyczny remont wszystkich skosów i sufitów.
Biorąc pod uwagę naturalną wilgoć powstałą w nowym domu na etapie budowy, wynikającą z mokrych procesów technologicznych, konieczne jest zapewnienie sprawnej i bezwarunkowej wentylacji, nawet pomimo pozornego wzrostu wydatków na ogrzewanie domu.
Szczelne okna, zbyt szybki proces budowy, ocieplenie budynku styropianem gdy nie jest on dostatecznie suchy, powodują że z budynku tworzy się termos lub szklarnia i występuje znaczne zwiększenie szansy zawilgocenia i zagrzybienia budynku. Może to spowodować konieczność wykonania remontu i napraw po pierwszej spędzonej w nowym domu zimie.
Inteligentny Dom, Inteligentny budynek eHouse Oszczędność energii grzewczej
Oszczędności energii należy więc dokonywać z umiarem przy zapewnieniu wszystkich możliwych sposobów aby utrzymać dom w „dobrej kondycji” przez jak najdłuższy okres czasu.
Zastosowanie optymalnego ogrzewania i rekuperacji (wentylacji z odzyskiem ciepła) pozwala na osuszenie domu, usuwaniu pary wodnej, przy zachowaniu małych strat cieplnych i prawidłowej wymiany powietrza utrzymującej dom we właściwej temperaturze i wilgotności. Automatyka wentylacji, centralnego ogrzewania i sterownik kotłowni tylko pozornie podnoszą koszty instalacji, jest jednak najważniejszym elementem sterowania domu, powodującym największe zyski, komfort, wygodę i zdrowe warunki życia w budynku przez długie lata.
Sterownik kotłowni jest więc sercem rozwiązań typu automatyka budynku i domu jednorodzinnego i bezpośrednio kontroluje wszystkie instalacje utrzymujące dom w dobrej kondycji.
Aby kompleksowo i bezpiecznie sterować Centralnym Ogrzewaniem powstał dedykowany, zintegrowany sterownik ogrzewania HeatManager, który został zoptymalizowany aby uzyskać maksymalne oszczędności energii, dużą funkcjonalność i wygodę przy zapewnieniu właściwych warunków użytkowania budynku, bezobsługowej pracy dla bardzo bogato wyposażonej kotłowni.
W skład urządzeń sterowanych przez Sterownik kotłowni i Centralnego Ogrzewania – HeatManager wchodzą
- kominek z płaszczem wodnym i DGP (Dystrybucją gorącego powietrza)
- rekuperator
- wentylatory wspomagające pracę rekuperatora, wentylacji cyrkulacji powietrza przy kominku itd
- kocioł lub pompa ciepła
- kolektory słoneczne
- zasobnik ciepłej wody CWU, CO
- gruntowy wymiennik ciepła GWC
- chłodnice wodne
- nagrzewnice wodne
- bypass’y w układzie wentylacji i rekuperacji
- zawór trójdrożny do płynnej regulacji temperatury kaloryferów, nagrzewnicy wodnej w obiegu rekuperatora lub ogrzewania podłogowego
Sterownik ogrzewania HeatManager posiada dedykowane wyjścia sterujące do włączania elementów wykonawczych instalacji przez przekaźniki i wyjścia alarmowe aby zapewnić bezpieczną pracę kotłowni.
Główne funkcje i możliwości sterownika ogrzewania:
- Sterowanie Kotłem Włącz / Wyłącz, blokada podawania paliwa, wyłączenie zasilania, ręczne podawanie paliwa.
- Sterowanie Kominkiem (z płaszczem wodnym i DGP – dystrybucją gorącego powietrza), sterowanie pompą, sterowanie wentylatorami wspomagającymi, sterowanie wentylatorem DGP.
- Sterowanie wentylacją system z rekuperatorem Amalva Rego HV400 lub kompatybilne (zaawansowane sterowanie poprzez RS-232 TTL).
- sterowanie biegami 1,2,3,
- włączenie / wyłączenie,
- włączenie / wyłączenie wewnętrznego wymiennika ciepła (tryb zima / lato)
- zaprogramowanie automatycznego termostatu rekuperatora
- wybór trybu pracy automatyczny / manualny
- Sterowanie wentylatorem pomocniczym gruntowego wymiennika ciepła (GWC)
- Sterowanie pompą chłodnicy, nagrzewnicy obiegu powietrza
- Sterowanie wentylatorami wspomagającymi pracę rekuperatora
- Podstawowa obsługa dowolnego rekuperatora,
- włącz / wyłącz
- poziom 1,2,3
- wyłączenie wymiennika (włącz / wyłącz)
- Sterowanie siłownika czerpnia / GWC
- Posiada 3 programy sterowania wentylacją / rekuperacją
- Manualny – ustawienia pracy ( poziom wentylacji, grzanie, chłodzenie) brane są z aktualnego programu pracy HeatManagera.
Po osiągnięciu temperatury w pomieszczeniu w wymaganym zakresie wentylacja zostaje wyłączona. - Pełny Automat – poziom wentylacji jest ustawiony na podstawie aktualnego programu pracy.
HeatManager resztę parametrów wentylacji dobiera tak aby osiągnąć wymagany zakres temperatury w pomieszczeniu najmniejszym kosztem zużycia energii grzania lub chłodzenia.
Po osiągnięciu wymaganej temperatury wentylacja zatrzymuje się. - Bezwarunkowa wentylacja – poziom wentylacji jest wybrany na podstawie aktualnego programu pracy.
HeatManager resztę parametrów wentylacji dobiera tak aby osiągnąć wymagany zakres temperatury w pomieszczeniu najmniejszym kosztem zużycia energii grzania lub chłodzenia.
Po osiągnięciu wymaganej temperatury wentylacja nadal pracuje, zmieniając temperaturę adaptacyjnie tak, żeby utrzymać temperaturę w pomieszczeniu w zaprogramowanym przedziale.
- Manualny – ustawienia pracy ( poziom wentylacji, grzanie, chłodzenie) brane są z aktualnego programu pracy HeatManagera.
- Sterowanie siłownika bypass’u wymiennika rekuperatora.
- Sterowanie adaptacyjne zaworem trójdrożnym elektrycznym, regulowanie temperatury wody zasilającej nagrzewnicę wodną (do podgrzania powietrza nawiewanego do pomieszczeń), kaloryfery lub ogrzewanie podłogowe.
- Analizowanie nagrzania zbiornika buforującego gorącą wodę CWU / CO.
- Sterowanie kolektorami słonecznymi (pompa przetaczająca wodę).
- Sygnalizacja poziomu nagrzania bufora ciepła.
- Sygnalizacja poziomu nagrzania i stanu kominka.
- Wbudowane 3 ściemniacze PWM, które wraz z driverami mogą umożliwić płynną regulację prędkości wentylatorów DC.
- Sygnalizacja alarmowa przegrzania kominka, kotła, kolektora słonecznego.
- Przełączenie siłownika czerpnia / GWC.
- Posiada wbudowane 24 programy pracy zawierające wszystkie parametry i ustawienia HeatManager’a.
- Wbudowany zaawansowany kalendarz – terminarz 248 pozycji do uruchomienia zdarzeń systemu.
- Posiada wbudowane funkcje samokontroli, testu komunikacji, watch dog timer, zabezpieczenia przed zawieszaniem. Urządzenie resetuje się w przypadku braku komunikacji.
- Posiada funkcje upgrade’u oprogramowania sterownika i zwiększania jego funkcjonalności w przypadku wypuszczenia nowych wersji firmware’u, bez konieczności wymontowywania sterownika – bezpośrednio z poziomu aplikacji eHouse.
Sterowanie kotłownią polega w głównym stopniu na zdefiniowaniu maksymalnie 24 programów pracy (program integruje wszystkie parametry (temperatury) mierzone w określonych punktach instalacji hydrauliczno-wentylacyjnej i w przypadku przekroczenia progów temperatur w jedną lub drugą stronę włącza / wyłącza urządzenia powiązane z danym czujnikiem Temperatury. Aby uwolnić się od pamiętania i manualnego uruchamiania programów kotłowni, HeatManager posiada zaawansowany kalendarz-terminarz, który może automatycznie przełączać programy ogrzewania w zależności od pory dnia, roku, miesiąca, godziny itd.
Schemat blokowy instalacji kontrolowanej przez HeatManager’a:
Ważne wskazówki instalacyjne:
- Powietrze dostarczane do procesu spalania w kominku i kotle powinno być doprowadzone spoza budynku aby nie spalać ciepłego powietrza z domu.
- Zastosowanie turbo-kominków (z wentylatorami nawiewnymi) jest błędem gdyż w przypadku niedrożności komina, braku ciągu w początkowej fazie palenia nawiewają spaliny i dym do domu.
- Kominek musi pracować grawitacyjnie (brak nawiewu) a jedyny ciąg jest wytwarzany przez komin który powinien być dostatecznie szeroki i zabezpieczony od góry przed opadami atmosferycznymi, nawiewem wiatru (ciąg wsteczny) itd.
- Kominek aby generował maksymalną ilość energii cieplnej dla domu powinien być wyposażony w szyber, aby jak najmniej ciepła uciekało przez komin.
- Czerpnie powietrza powinny być instalowana w kierunku, z którego występują najczęstsze wiatry aby zwiększyć ciąg rekuperatora.
- Czerpnia powietrza przy Gruntowym Wymienniku Ciepła musi być wyposażona w studzienkę do gromadzenia wody pochodzącej ze skraplania się w wyniku przechodzenia przez temperaturę punktu rosy przy zmianie temperatury powietrza.
- Rurowe gruntowe wymienniki ciepła muszą być układane ze spadkiem w stronę studzienki.
- Skropliny muszą być usuwane aby nie zablokowały rury wentylacyjnej swoją objętością.
- Czerpnie powietrza i przewody wentylacyjne (z każdej strony) muszą być zabezpieczone siatką przeciw owadom i gryzoniom.
- Zastosowanie gruntowego wymiennika ciepła wymaga zastosowanie wentylatora wspomagającego pracę rekuperatora.
- Chłodnica wodna może być instalowana przed gruntowym wymiennikiem ciepła lub za nim. Rodzaj instalacji zależy od temperatury chłodzącego medium. W przypadku chłodzenia / ogrzewania wodą ze studni zaleca się instalację przy czerpni powietrza.
- Czerpnia powietrza przed gruntowym wymiennikiem ciepła powinna mieć kształt leja zwężającego się w kierunku przewodu wentylacyjnego. Pozwoli to na zwiększenie ciągu przez GWC w przypadku wiatru i uzyskuje się efekt sprężania powietrza.
- Ciśnienie powietrza nawiewanego musi być większe w porównaniu z ciśnieniem powietrza wywiewanego. Za małe ciśnienie powietrza wchodzącego do rekuperatora w stosunku do wychodzącego spowoduje zasysanie powietrza z zewnątrz przez otwory, nieszczelności, przewody kominowe, itd.
- Proces rekuperacji wymaga odprowadzenia skroplin do naczynia w niektórych typach rekuperatorów (przy przekroczeniu temperatury punktu rosy).
- Pomiar temperatury konwekcyjnej kominka jest wykonany ok 1cm od rury kominowej i musi być stabilnie umocowany. Dotknięcie czujnika do komina spowoduje jego uszkodzenie gdyż mogą pracować one do 110C a temperatura komina może dochodzić do 400C. Zbyt daleka lokalizacja czujnika spowoduje późniejsze włączanie i wcześniejsze wyłączanie automatyki grzewczej kominka. Odległość czujnika najlepiej tak dobrać aby przy maksymalnym spalaniu w kominku temperatura konwekcji była pomiędzy 90-100C.
- Czujniki temperatury płaszcza należy wsunąć w króćce pomiarowe jak najgłębiej i lekko docisnąć do ścianki aby uzyskać najmniejszą bezwładność pomiaru. Alternatywnie można przykleić do pionowej rurki miedzianej jak najbliżej kominka.
- W przypadku zastosowania Rekuperatora i instalacji kominkowej zamiast DGP lepiej jest użyć wentylator wymuszający ciąg powietrza na około obudowy kominka małej mocy (12V/1-5W) jak w zasilaczach komputerowych. Najbliższy wyciąg rekuperatora (umiejscowiony pod sufitem) automatycznie pobierze gorące powietrze i ogrzeje zimne czyste powietrze z zewnątrz.
- Łączenie kanałów DGP kominka i wentylacyjnych rekuperatora jest błędem. Rekuperator będzie zasysał brudne powietrze znad obudowy kominka.