Dzięki inteligentnym rozwiązaniom i technologiom aktualnie możliwe jest realizowanie dość kompleksowych strategii sterowania systemem grzecznym (lub chłodniczym). Poprzez swój smartfone oraz odpowiednią aplikację w wygodny sposób sterowanie są wszystkie termostaty w domu, co bezpośrednio przedkłada się na oszczędność energii. Ewentualnie sterowniki i termostaty wybierane są według designu, wyglądu. Ilość aktualnych rozwiązaniach jest tak duża, gdyż podlega ona również pewnym trendom designu i wyglądu.

Co jest jednak podstawowym zadaniem systemu sterowania instalacją grzewczą? Oczywiście jest nim energooszczędne zarządzanie energią w pomieszczeniu i budynku, w celu osiągnięcia i utrzymania zadanych parametrów temperatury. Ciepło (lub chłód) po wytworzeniu musi zostać oddane w odpowiednim czasie, w odpowiedni sposób oraz w odpowiednim miejscu, aby stworzyć warunki komfortu termicznego.

W europejskiej strefie klimatycznej stworzenie całorocznych warunków komfortu termicznego wymaga zastosowania systemów grzewczych i klimatyzacyjnych. Zadaniem układu hydraulicznego jest optymalne połączenie wszystkich wymaganych procesem elementów układu dla stworzenia optymalnych warunków dla:

• źródła ciepła/chłodu (temperatura, strumień przepływu);
• transportu ciepła/chłodu jak woda, para (temperatura, strumień przepływu);
• zastosowanej armatury regulacyjnej;
• oddawania ciepła/chłodu.

Regulacja źródła i odbiornika
Moc cieplna/chłodnicza źródła ciepła lub odbiornika jest proporcjonalna do strumienia masowego oraz różnicy temperatury medium. W układach hydraulicznych możliwe są zmiany poniższych wielkości dla celów modulacji mocy:

• regulowany jest strumień masowy przy stałej różnicy temperatury:
  – praca ze zmiennym strumieniem;
  – regulacja strumienia przepływu.

• regulowana jest temperatura czynnika przy stałym strumieniu przepływu:
  – praca ze stałym strumieniem;
  – regulacja podmieszaniem.

Inteligentny systen grzewczy a oszczędność energii i kosztów
Dopóki jest ciepło i komfortowo nikt nie myśli o swoim systemie grzewczym. Dopiero kiedy temperatury spadają lub koszty rosną, mimo oszczędnego użytkowania, wiele osób zaczyna zastanawiać się możliwością sterowania systemem grzewczym. Jednak czym różni się inteligentny system sterowania od klasycznego termostatu? Zasadniczo różnica polega na połączeniu wszystkich elementów w sieci i powiązaniu ich między sobą. Dużą zaletą inteligentnych systemów sterowania w systemie grzewczym jest automatyczna praca i nauka na przestrzeni trwania eksploatacji. Dzięki aplikacjom można je w prosty i przystępny dla „statystycznego" użytkownika sposób indywidualnie zarządzać i regulować. Inwestycja w inteligentny system sterowania instalacją grzewczą opłaca się przede wszystkim z przyczyn finansowych.

Dopóki jest ciepło i komfortowo nikt nie myśli o swoim systemie grzewczym. Dopiero kiedy temperatury spadają lub koszty rosną, mimo oszczędnego użytkowania, wiele osób zaczyna zastanawiać się możliwością sterowania systemem grzewczym

Dość często nie jest konieczna przebudowa istniejącego systemu czy instalacji. Wiele systemów może zostać przemienionych w inteligentne poprzez zastosowanie inteligentnych termostatów. Odbywa się to w bardzo prosty sposób i polega na zamianie klasycznych termostatów na modele komunikujące się między sobą. W momencie, gdy zostały one zainstalowane rozpoczyna się automatyczna faza optymalizacji. W niektórych modelach odbywać się to może poprzez geofencing. Gdy nikogo nie ma w domu, wówczas temperatura zostaje automatycznie obniżona. Gdy tylko użytkownik zbliża się do mieszkania (domu) termostaty zostają aktywowane i system odpowiednio wcześnie reaguje. Niezależnie od tego, wiele z dostępnych sterowników systemu grzewczego można obsługiwać przez aplikacje App i można je odpowiednio dodatkowo załączać, gdy użytkownik wraca z pracy, urlopu etc. Dzięki tym opcją praca instalacji grzewczej w pomieszczeniach bez użytkownika jest minimalizowana. 
Jeśli ktoś chciałby pójść jeszcze kolejny krok dalej i instalacją grzewczą sterować w połączeniu z oświetleniem lub czujnikami okiennymi, wówczas może wykorzystać system komunikacji sterowania grzewczego z systemem inteligentnego
budynku (smart home).

Geofencing – co to jest?
Geofencing lub geoogrodzenie, to termin, który odnosi się do narzędzi oprogramowania lub aplikacji, które wykorzystują globalny system pozycjonowania (GPS) lub identyfikacji radiowej (RFID), w celu ustalenia wirtualnego obwodu lub fizycznej bariery wokół obszaru geograficznego. Aplikacje i narzędzia geofencingu monitorują, kiedy telefony komórkowe lub inne obiekty fizyczne wchodzą lub wychodzą z ustalonego obszaru i zapewniają administratorom wysyłanie i odbieranie alertów, gdy nastąpi zmiana statusu na urządzeniu. Alarmy te mogą przybrać formę wiadomości tekstowych, powiadomienia e-mail, rozmów telefonicznych lub innych podobnych środków komunikacji [2].

Inteligentne ogrzewanie z smart termostatmi
Termostaty smart mogą być doposażane do istniejących instalacji jako rozwiązanie retrofit. Nie wymaga to praktycznie żadnych przeróbek w instalacji. Sterować można je przykładowo poprzez aplikację Apple HomeKit lub asystenta głosowego Siri. Na rynku dostępnych jest wiele rozwiązań tego typu, które różnią się od siebie pewnymi szczegółami technicznymi.

Dostępne są również systemy sterowane poprzez HomeKit i dodatkowo przez Alexa. Producenci takich systemów deklarują możliwość osiągnięcia oszczędności na poziomie nawet 37%

Przykładowo dostępne są rozwiązania termostatów wykorzystujące prognozę pogody. Ta funkcja jest szczególnie przydatna w budynkach o bardzo dobrej izolacji lub z systemem ogrzewania podłogowego (system ten jest bowiem bardzo bezwładny).
Obecnie sterowanie inteligentne zwiększa temperaturę automatycznie, powoli i sposób ciągły, tak aby przy panujących warunkach pogodowych, jak i przyszłych temperatura w pomieszczeniu zawierała się w zadanym obszarze. Takie inteligentne rozwiązania potrafią się nawet uczyć, ile ciepła zwyczajowo użytkownicy potrzebują i automatycznie sterują temperaturą w pomieszczeniu.

Dostępne są również systemy sterowane poprzez Home- Kit i dodatkowo przez Alexa. Producenci takich systemów deklarują możliwość osiągnięcia oszczędności na poziomie nawet 37%. Niektóre z rozwiązań posiadają praktyczne funkcje, do których należą przeciwzamrożenie, zabezpieczenie w przypadku obecności dzieci, tryb urlopowy, rozpoznanie obecności. System zazwyczaj może być uzupełniany o dodatkowe komponenty, jak stacja pogodowa czy czujniki otwarcia okien.
Obsługa systemów inteligentnych termostatów czy rozwiązań inteligentnego domu odbywa się na wiele sposobów. Moim zdaniem wadą niektórych systemów jest możliwość obsługi jedynie przez aplikację zainstalowaną na smartfonie. Bardziej zaawansowane systemy można doposażyć w interfejs KNX, przez który dobywa się komunikacja z BMS'em budynku. Takie rozwiązanie nie jest już jednak plug&play i wymaga pomocy fachowca.Podsumowanie
Wirtualny świat i cyfryzacja różnych obszarów naszego życia jest faktem i bardzo szybko odbywającym się procesem. Obejmuje ona również kwestie HVAC. Wynika ona z ogólnej tendencji oraz upodobań konsumenckich, ale przede wszystkim z potrzeby oszczędności energii pierwotnej, czyli kosztów. Bowiem inwestycja w inteligentny system sterowania systemem grzewczym i w inteligentne termostaty jest inwestycją, która się zwróci. Uważam, że ich powszechność będzie wciąż rosła, gdyż ich instalacja i obsługa nie wymaga fachowej wiedzy i może być realizowana bezpośrednio przez inwestora. 

Literatura:
[1] Maciej Danielak: Systemy regulacyjne w instalacjach grzewczych i klimatyzacyjnych, Polski Instalator 11/2011
[2] https://geofencing.pl/ 
[3] www.smarthomeworks.com 
[4] www.thenextweb.com 
[5] www.evehome.com 

Autor: dr inż. Maciej Danielak