Junkers: úspory energií ve spojení se solární technikou - základy
Není to tak dávno, co jediným regulačním prvkem v konstrukci plynových kotlů byla mechanicky pracující plynová armatura. V současnosti si nedokážeme představit řízení provozu plynového kotle, otopné soustavy, solárních systémů aj. bez elektronických systémů.
Divize Junkers společnosti Bosch Termotechnika s.r.o. má dlouhou tradici ve výrobě zdrojů tepla a regulací tepelných zařízení. Pro zajímavost, například v roce 1968 Junkers zavedl jako první výrobce piezoelektrické zapalování plynových kotlů a nebo v roce 1978 uvedl na trh závěsný kotel s prostorovou a ekvitermní regulací. Současné systémy regulací Junkers řeší jak základní otázky bezpečného provozu, tak nabízejí možnosti úspor, které nejsou bez využití složitých výpočetních matematických algoritmů možné.
Ekvitermní regulace je u plynových kotlů v současnosti prakticky standardním vybavením a zejména kondenzační kotle by bez ní neměly být provozovány. Regulace kotlů Junkers je založena na stavebnici, jejímž základem je řídicí jednotka Heatronic 3. Rozšiřující prvky zajišťují ekvitermní regulaci, ovládání víceokruhových otopných soustav, ale i spolupráci se solárním systémem tak, aby bylo udržováno prioritní využití tepelné energie získané ze slunečního záření.
Ekvitermní regulace FW 100
Tento regulátor ve spolupráci s Heatronic 3 řídí provoz kotle, otopné soustavy a solárního systému. Činnost solárního systému je řízena v závislosti na porovnávání nastavené a skutečné teploty na výstupu ze solárních kolektorů (T1), teploty v zásobníku (respektive teploty zpátečky k solárním kolektorům T2) a jejich rozdílu. Pokud je překročen nastavený rozdíl teplot, uvede se do činnosti oběhové čerpadlo v solární stanici a zajistí oběh teplonosné látky (nemrznoucí směsi) mezi kolektorem a tepelným výměníkem uvnitř zásobníku. Rozhodující zapínací a vypínací teploty lze v určitém rozmezí měnit a tím přizpůsobit vlastnosti regulace konkrétní situaci.
Třetí teplotní čidlo (SF) má aktivační funkci a na základě jeho údajů je řízeno dobíjení zásobníku kotlem, pokud není dostatek tepla ze Slunce. Na obrázku je demonstrován příklad využití regulátoru FW 100 pro řízení solárního systému podporujícího přípravu teplé vody a jednoho směšovaného okruhu vytápění. Moduly ISM1 a IPM1 jsou nutné pro komunikaci mezi čidly a regulátorem a řídí akční členy solární přípravy teplé vody a vytápěcího okruhu, např. čerpadla a servopohony.
Solární optimalizace SolarInside - aktivní
Nadstandardní funkcí regulace Junkers je tzv. solární optimalizace. Při konfiguraci regulátoru FW 100 ukládá uživatel do jeho paměti technické údaje o instalovaném poli solárních kolektorů (charakterizující jeho možný tepelný výkon) a o klimatickém pásmu místa realizace (určuje možné měrné solární zisky). Na základě těchto údajů ve spojení s teplotou snímanou na kolektorovém poli (je přibližně úměrná aktuální intenzitě solárního záření) a aktuálním časem (definuje polohu Slunce) regulátor dopočítává, zda v daném dnu možný budoucí solární zisk postačí k dobití zásobníku pro obvyklý průměrný provoz. V případě, že vypočtený předpokládaný solární zisk je dostatečný, regulace připouští nižší teplotu v zásobníku než je teplota, na kterou by zásobník dobil kotel. Tento rozdíl teplot lze uživatelsky nastavit až na 20 K. Připuštěním nižší teploty v zásobníku se vytvoří prostor pro zvýšené využití solární energie. Vzhledem k předpokladu, že se zásobník dobije sluneční energií, je oddáleno dobití zásobníku kotlem, který by jinak dobíjel zásobník automaticky ihned. Tato optimalizační a energeticky úsporná funkce se samočinně aktivuje až po 30 dnech od zprovoznění regulátoru, neboť regulátor tuto dobu potřebuje pro vyhodnocení chování uživatelů z hlediska odběru teplé vody v průběhu jednotlivých dnů. Primárně nastavený optimalizační rozdíl teplot lze po čase následnými drobnými úpravami uživatelem korigovat podle jeho individuální spojenosti s dodávkou teplé vody a rovněž s využitím údaje z paměti regulátoru o skutečné výši solárních zisků vyvolaných solární optimalizací. Solární zisky jsou počítány s využitím znalosti rozdílu teplot mezi přívodem a zpátečkou ke kolektorům a aktuálního výkonu oběhového čerpadla. Potřebné údaje jsou uživateli přístupné na displeji, a to mu umožňuje volit své preference.
Tato ojedinělá patentem chráněná funkce aktivní solární optimalizace umožňující v praxi dodatečné zvýšení úspor při kombinaci plynového kotle a solárního systému Junkers je obsažena i v regulátoru vyšší řady FW 200 a v regulátoru FR 110.
Solární optimalizace SolarInside - pasívní
Kombinace solárního systému, kondenzačního kotle a uvedených regulátorů umožnila zavést i pasivní solární optimalizaci pro vytápění. Požadavkem ekvitermních regulací je umístění venkovního teplotního čidla na Sluncem neosvícené straně objektu. Ekvitermní regulace proto nemá k dispozici údaj o aktuálním zisku tepla ze slunečního záření, které do objektu vstupuje okny, a nemůže proto na změny intenzity slunečního záření okamžitě reagovat. Tuto informaci je schopné zprostředkovat teplotní čidlo na poli solárních kolektorů a regulátory FW100, FW 200 a FR 110 ji dokáží využít. Podobně jako u aktivní solární optimalizace, tak i u pasivní regulátor vyhodnotí klimatické pásmo, roční období a ve vztahu k tepelně technickým vlastnostem objektu zjišťovaným po dobu 30 dnů a podle aktuální intenzity slunečního záření zajistí snížení náběhové teploty otopné soustavy. Snížení teploty může uživatel nastavit v rozsahu 0 až 5 K. Opět se počítá s tím, že uživatel si prvotní nastavení optimalizačního rozdílu teplot bude moci mírnými úpravami doladit s využitím svých konkrétních poznatků o spokojenosti s teplotou v místnostech ve vztahu k dosaženým solárním ziskům. Nejvyšší potenciál úspor lze předpokládat s velkoplošnými otopnými soustavami (podlaha, stěny) s delší setrvačností, které jsou pro vytápění s kondenzačním kotlem podporovaným solárními kolektory nejvíce doporučovány.
 Dodatečná úspora energie až 15% |
 Dodatečná úspora energie až 5% |
V tomto článku zdaleka nejsou a z prostorových důvodů ani nemohou být popsány všechny možnosti regulací Junkers v oblasti solárních systémů. Každé hydraulické zapojení vyžaduje odpovídající regulaci a v tomto směru nabízí sortiment Junkers velké možnosti. Zejména ve spojení se solární optimalizací SolarInside se tyto regulace jeví jako ideální řešení pro využití dotací s podporou z programu Zelená úsporám.
Tepelná čerpadla, klimatizace, plynové kondenzační kotle, atmosférické kotle, elektrokotle, plynové průtokové ohřívače, zásobníky TUV, regulace, solární systémy.
