envelope redakcja@polskiinstalator.com.pl home ul. Wąski Jar 9
02-786 Warszawa

Advertisement











teperatura1Klient poszukujący na rynku instalacyjnym nowoczesnego i energooszczędnego wyrobu, może poczuć się zdezorientowany. Co prawda uzyskuje pewne informacje dzięki oznaczeniu urządzeń klasami A+, A++ czy A+++, ale jednocześnie sprzedawcy często zachwalają produkty z dopiskiem „SMART” albo te, które mają naklejkę „Energy Star”. Które są lepsze? Spróbujmy uporządkować naszą wiedzę.

Regulatory SMART – prawda czy fikcja?

Słowo „SMART” robi ostatnio zawrotną karierę. Mamy telewizory „SMART”, jest też popularna marka samochodów produkowanych przez Smart GmbH i są… regulatory kotłów: RX910- SMART, MR65-SMART T+, DEFRO-SMART I, DEVIreg™ Smart itd. Aby zrozumieć, o co w tym chodzi, zacznijmy zatem od interpretacji samego skrótu, który może mieć różne znaczenia. Słowo to w języku angielskim, w odniesieniu do urządzeń technicznych, oznacza inteligentny lub szybki (bystry), ale też elegancki. Jest to również akronim używany w informatyce, a pochodzący od angielskich słów: Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology (S.M.A.R.T).

Nazwa „SMART” przyjęła się też w reklamach, gdzie służy do podkreślenia atrybutu nowoczesności wyrobu lub jego unikatowości. Oznacza to, że dopisek „SMART” przy regulatorze może być tylko nic nie znaczącym chwytem reklamowym, a nie wyznacznikiem inteligentnej technologii regulatorów polegającej na energooszczędnym, adaptacyjnym doborze chronometrażu grzania. Właśnie tak działające regulatory temperatury amerykańscy uczeni J. Lu, T. Sookoor, V. Srinivasan, G. Gao i B. Holben w 2010 r. po raz pierwszy nazwali mianem „smart thermostat” w słynnej już dziś publikacji „The Smart Thermostat: Using Occupancy Sensors” (Proceedings of the 8th ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems). Od tamtego czasu dużo się jednak zmieniło. Dziś regulatory z najwyższej półki nie tylko wyróżniają się adaptacyjnym dopasowaniem do ustawień klienta, ale można także komunikować się z nimi zdalnie, są centralnymi hubami łączącymi różne systemy, wyczuwając obecność domowników i pozwalając śledzić statystyki zużycia energii, by motywować do jej oszczędzania. Krótko mówiąc: muszą „odczuwać”, „myśleć” i „decydować”. A producenci zapowiadają już następne nowinki i udoskonalenia.

Energy Star, czyli Eko-gwiazdka jako miarodajne oznaczenie

starWzrost świadomości konsumenckiej w zakresie efektywności energetycznej doprowadził do stworzenia w 1992 r. międzynarodowego programu mającego na celu promowanie produktów energooszczędnych. Program ten powstał z inicjatywy Amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska oraz Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych. To właśnie w USA zaczęły działać pierwsze organizacje promujące oszczędzanie energii, a efektywność energetyczną wyrobów zaczęto oznaczać logiem Energy Star (tzw. Eko-gwiazdką). Na mocy porozumienia USA ze Wspólnotą Europejską wprowadzona specyfikacja „Energy Star” stała się wiążąca w sensie prawnym dla krajów Unii, także dla Polski. Dziś coraz więcej firm (dotyczy to głównie rynku amerykańskiego) stara się wykazać walory swoich produktów związane z oszczędnością energetyczną, by znaleźć się na liście Energy Star. Zestawienie energooszczędnych kotłów z tym oznaczeniem można znaleźć na stronie: https://www.energystar.gov/index.cfm?c=most_efficient.me_boilers. Są tam również regulatory temperatury spełniające wymagania Energy Star

Warto pamiętać, że sam dopisek „SMART” przy nazwie produktu może być bardzo mylący jeśli chodzi o cechy produktu, w tym te dotyczące efektywności energetycznej. Rynek w tym przypadku rządzi się swoimi prawami, nie zawsze w pełni przejrzystymi.

Uznanym formalnie potwierdzeniem efektywności energetycznej urządzeń dostępnych na rynku jest logo „Energy Star” (tzw. Eko-gwiazdka – patrz ramka). Urządzenia sygnowane tym logiem są na pewno energooszczędne i nie mają negatywnego wpływu na środowisko naturalne. W jakim stopniu ta energooszczędność przekłada się na wydatki na ogrzewanie, to już jednak bardzo trudno ocenić. W ocenie energooszczędności lepiej zatem kierować się klasą regulatora i jego dopasowaniem do ogrzewacza.

Klasy regulatorów a ich efektywność energetyczna

Musimy zdawać sobie sprawę, że efektywność energetyczną regulatorów temperatury można rozważać tylko we współpracy z urządzeniami, do których regulatory są podłączone. Wchodzą one w skład zestawów zawierających ogrzewacz pomieszczeń (jedno- lub wielofunkcyjny) i ewentualnie inne hybrydowe urządzenia, np. pompy ciepła lub urządzenia solarne. Przypomnę, że od 26 września 2015 r. nowo instalowane źródła ciepła i zasobniki muszą spełniać określone wymogi w zakresie efektywności energetycznej produktów i systemów. Obowiązek ten nakłada dyrektywa ErP (Energyrelated Products), obejmująca urządzenia zużywające energię stosowane na terenie UE. W ramach dyrektywy zdefiniowano wpływ regulatora temperatury na tzw. efektywność energetyczną zestawu grzewczego.

Sezonowa efektywność energetyczna a sprawność urządzenia. Sezonowej efektywności energetycznej nie można mylić ze sprawnością urządzenia. Tę ostatnią oblicza się jako stosunek energii przetworzonej do energii dostarczonej. Do obliczania energii dostarczonej w paliwie przyjmowana jest tzw. wartość opałowa (bez ciepła zawartego w parze wodnej obecnej w spalinach), a nie ciepło spalania (które uwzględnia ciepło skraplania). Stąd kotły kondensacyjne wykazują sprawność ponad 100%. Metodyka obliczeń sezonowej efektywności energetycznej jest bardziej złożona. Sezonowa efektywność energetyczna ogrzewania pomieszczeń (ηs) wyznaczana jest obliczeniowo jako ilość ciepła dostarczonego przez urządzenie w całym sezonie grzewczym do rocznego zużycia energii przez to właśnie urządzenie, przy uwzględnieniu licznych korekt, takich jak np. wpływ efektywności regulacji temperatury, zużycie energii elektrycznej na potrzeby własne, straty mocy palnika zapłonowego czy straty ciepła w tzw. trybie czuwania1.

Tabela 1. Klasyfikacja regulatorów ilustrująca najważniejsze cechy tych urządzeń w obrębie danej klasy oraz wartość „bonusów” wynikających z przypisania do danej klasy

tem.tab1

temp.tab2

W rezultacie sezonowa efektywność energetyczna jest zawsze mniejsza niż sprawność energetyczna urządzeń. Jej wartość powyżej 100% można osiągnąć tylko przez zastosowanie w zestawie dodatkowych ekologicznych źródeł energetycznych, np. pomp ciepła czy urządzeń solarnych.

Wspomniana wyżej efektywność regulacji temperatury określana jest w zależności od klasy regulatora pokojowego w ten sposób, że przyznawany jest pewien „bonus” (w procentach) do obliczanej całkowitej sezonowej efektywności energetycznej. Podział regulatorów na klasy, określa szczegółowo punkt 6.1 Komunikatu Komisji UE2. Zasady tej klasyfikacji ilustruje poglądowo tabela 1 (mam nadzieję, że pomoże ona rozwiać wątpliwości związane z interpretacją przepisów). Jak widać, według przyjętej klasyfikacji najniższą klasę efektywności – I, uzyskują termostaty pokojowe pracujące w trybie włączenia/wyłączenia źródła ciepła zależnie od temperatury wewnętrznej. Wyższą klasę mają regulatory współpracujące z kotłem z palnikiem modulowanym. Najwyższą klasę, VIII, otrzymują zaś zaawansowane sterowniki obsługujące co najmniej trzy strefy temperaturowe w budynku.

Klasyfikacja – czasem płynne granice i zatarcie walorów

teperatura1

1. Klasy sezonowej efektywności energetycznej zależnie od zakresu wartości współczynnika ηs. Źródło: www.junkers.pl/informacje/dyrektywa-erp/klasy-efektywnosci-energetycznej.html

Producenci regulatorów temperatury zazwyczaj oferują swoje urządzenia tylko w wybranych klasach. Niektóre regulatory mogą jednak spełniać jednocześnie warunki kilku klas. Na przykład regulator kotłowy RMK770 firmy Siemens może w zależności od ustawień i typu współpracującego ogrzewacza znaleźć się w klasie II, III, VI i VII. Stąd regulator ten uzyska wspomniany wcześniej „bonus” za efektywność odpowiednio do zastosowania w wysokości: 2%, 1,5%, 4% lub 3,5%. Regulatory pokojowe, z racji swojej konstrukcji, zazwyczaj mieszczą się najwyżej w dwóch różnych klasach. Koncepcja wyodrębnienia klas i oznaczania efektywności regulatorów temperatury jest niewątpliwie słuszna, lecz pojawiają się różne wątpliwości. Rzeczywista efektywność regulatora zależy w dużej mierze od sposobu eksploatacji urządzenia i od dopasowania go do instalacji grzewczej. Związek z klasą regulatora jest tu słabo widoczny. Regulator wyższej klasy może bowiem nie mieć zaawansowanych technicznie funkcji energooszczędzania. Co gorsza, etykiety energetyczne zestawu grzewczego mogą całkowicie zamazywać walory regulatorów. Choćby dlatego, że np. dwa różne zestawy grzewcze, jeden o współczynniku ηs = 90 oraz drugi o ηs = 97 będą oznaczane tą samą etykietą A (rys. 1). Występująca tu rozpiętość wartości ηs wewnątrz jednej klasy na poziomie 7% powoduje, że producent dla zestawu może zastosować dowolny regulator, a i tak jego wyrób uzyska wskazaną klasę. Dla odbiorcy końcowego taka sytuacja jest mało przejrzysta i może wprowadzać w błąd.

Wielkość bonusów – kolejne wątpliwości

Interesujące może być również porównanie wielkości premii przyznawanej pokojowym regulatorom temperatury (wg dyrektywy ErP) w relacji do efektywności wnoszonej do zestawu grzewczego przez inne urządzenia poprawiające sezonową efektywność ogrzewania. Zilustruję to przykładem.
Przykład:
Układ grzewczy składa się z:

  • kotła o mocy P = 20 kW oraz o efektywności sezonowej ηs = 88%
  • pokojowego regulatora temperatury;
  • zintegrowanego z regulatorem zestawu solarnego: kolektor o powierzchni Asol = 4 m2 i o sprawności ηcol = 84% wraz z zasobnikiem o pojemności V = 300 l w klasie A.

W celu ustalenia bonusu pochodzącego od zestawu solarnego, obliczymy udział energii słonecznej według algorytmu Dyrektywy 2010/30/UE. Aneks 5.
Współczynniki występujące w algorytmie oznaczone jako III i IV wyliczane są z następującej zależności:

III = 294/(11 ∙ Prated),
IV = 115/(11 ∙ Prated),

gdzie:
Prated – znamionowa moc cieplna (w warunkach klimatu umiarkowanego) [kW].
Dla Prated = P = 20 kW uzyskujemy:

III = 294/(11 ∙ 20) = 1,336,
IV = 115/(11 ∙ 20) = 0,523.

Udział energii słonecznej wyniesie zatem:
[(1,336 ∙ 4) + (0,523 ∙ 0,3)] ∙ 0,9 ∙ (0,84/100) ∙ 0,91 = 3,8%,
Łączna efektywność sezonowa osiągnie wartość: 88% + 3,8% + (bonifikata za regulator od 1 do 5%) < 98%.
Cały zestaw uzyska więc jedynie klasę A. Jak widać, procentowy zysk z zastosowania kolektora słonecznego jest tu porównywalny z premią za regulator klasy VI. Choć ten  przykład jest może niezbyt typowy, to dobrze pokazuje sam problem. Nakłady techniczno-ekonomiczne, jakie trzeba ponieść przy instalacji zestawu solarnego podanej wyżej wielkości, są niewspółmierne do kosztów regulatora. Nic więc dziwnego, że środowiska zaangażowane w upowszechnienie energetyki słonecznej pracują nad nowymi rozwiązaniami w zakresie etykietowania swoich wyrobów. Z przedstawionych rozważań wynika także niezbicie, że sama naklejka czy etykieta opisujące regulator temperatury nie zawsze w pełni informują o energooszczędności wyrobu. Regulatory wyższych klas oferują zazwyczaj szerszą gamę środków pozwalających na zmniejszenie kosztów ogrzewania budynków.

temperatura2
2. Algorytm służący do ustalenia bonusu pochodzącego od zestawu solarnego według Dyrektywy 2010/30/UE. Aneks 5

1 Szczegółowo zasady określania klasy sezonowej efektywności energetycznej ogrzewania pomieszczeń opisano w publikacjach: Czerski G., Efektywność energetyczna gazowych kotłów grzewczych, Polski Instalator 2/2015, s. 24-27 i Czerski G., Tałach Z. A., Strugała A., Zagadnienia efektywności energetycznej i bezpieczeństwa użytkowania gazowych kotłów grzewczych, Monografia „Technika grzewcza, wentylacyjna i systemy kominowe. Aktualne trendy w badaniach naukowych i bezpieczeństwie”, Opole, 2014, s. 25-35.
2 Komunikat Komisji w ramach wykonania rozporządzenia Komisji (UE) nr 813/2013 w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla ogrzewaczy pomieszczeń i ogrzewaczy wielofunkcyjnych oraz rozporządzenia delegowanego Komisji (UE) nr 811/2013 uzupełniającego dyrektywę Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/30/UE w odniesieniu do etykiet efektywności energetycznej dla ogrzewaczy pomieszczeń, ogrzewaczy wielofunkcyjnych, zestawów zawierających ogrzewacz pomieszczeń, regulator temperatury i urządzenie słoneczne oraz zestawów zawierających ogrzewacz wielofunkcyjny, regulator temperatury i urządzenie słoneczne (2014/C 207/02). Od autora: Wskazany dokument został przetłumaczony na język polski mało precyzyjnie, co może budzić wiele wątpliwości. Stąd polecam korzystać z oryginału w języku angielskim.

 

Żródło: Leszek Moszczyński


 

pi