Histereza - co to jest i jak ją ustawić w ogrzewaniu domu?

Wybierając projekt domu, zwracamy uwagę na zewnętrzną architekturę budynku i funkcjonalność wnętrz. Z pewnością analizujemy również koszty budowy, a także koszty, jakie będzie generować w przyszłości nasza inwestycja. Ważną pozycję na liście wydatków eksploatacyjnych zajmuje ogrzewanie, stąd tak istotne jest lepsze poznanie funkcji histerezy i możliwości, jakie oferuje. Zapraszamy do lektury. 

Większość z nas nigdy nie słyszała tego obcobrzmiącego pojęcia histereza, czy regulacja histerezy. Odpowiedzmy zatem na pytanie: co to jest histereza?
Histereza to parametr określający dopuszczalną różnicę między aktualną temperaturą (na przykład wody grzewczej lub temperatury pokojowej) a aktualnym żądaniem uzyskania odpowiedniej temperatury. Po przekroczeniu różnicy tych temperatur urządzenie grzewcze zostaje ponownie uruchomione, dzięki czemu osiągnięta jest wymagana temperatura, ustawiona wcześniej na sterowniku. Inaczej mówiąc, funkcja regulacji histerezy pozwala na określenie temperatur, przy których urządzenie grzewcze włącza się i wyłącza. 
Zjawisko histerezy ma bardzo istotne znaczenie właśnie pod kątem kosztów centralnego ogrzewania. W naszym klimacie, w którym sezon grzewczy może trwać niekiedy ponad pół roku, koszty związane z ogrzaniem domu stanowią ważny pozycję w domowym budżecie. Poza kubaturą budynku i technologią jego budowy rachunki za ogrzewanie determinuje dobór odpowiedniego systemu ogrzewania i jego właściwej eksploatacji. Pomagają w tym nowoczesne sterowniki, które określają parametry pracy kotła grzewczego. Jednym z tych parametrów, mających wpływ na zużycie energii i komfort termiczny, jest właśnie histereza. To dzięki niej można regulować pracę urządzenia grzewczego odpowiednio do potrzeb, co zapobiegnie częstemu włączaniu się i większemu zużyciu energii lub też zbyt rzadkiemu włączaniu się, co z kolei wpływa w sposób negatywny na efektywność instalacji. Dzięki histerezie zmniejszają się koszty ogrzewania, co przekłada się na niższe rachunki do opłacenia. 

Co oznacza pojęcie pętla histerezy? Jest to zakres wahań temperatur pomiędzy wartością pożądaną do uzyskania w pomieszczeniu a poziomem temperatury przy uzyskaniu którego następuje uruchomienie urządzenia grzewczego. 
Każda instalacja grzewcza jest inna i nie zawsze można precyzyjnie ustawić zakres zmian temperatury w domu. Tam, gdzie dom ogrzewa prąd, pellet, gaz czy pompa ciepła najczęściej znajduje się sterownik, który umożliwia zmianę szerokości pętli histerezy. Jaka ona powinna być? To zależy od wahań temperatur, jakie chce się mieć w pomieszczeniach oraz od tego, jaki czas jest potrzebny posiadanej instalacji grzewczej, by podnieść temperaturę w domu. Inna przykładowo histereza będzie w przypadku ogrzewania podłogowego, a inna przy ogrzewaniu budynku za pomocą tradycyjnych kaloryferów. 
W tym pierwszym przypadku, gdy podłoga się nagrzeje i temperatura wewnątrz wzrośnie, piec się wyłącza. Wówczas powoli podłoga zaczyna się wychładzać, a temperatura w domu stopniowo obniżać. Przy ustawieniu pieca na 1°C, zanim nastąpiłoby ponowne uruchomienie pieca, podłoga byłaby zimna. Trzeba by było czekać kilkadziesiąt minut, nim w domu zaczęłoby się na nowo robić ciepło. Histereza ustawiona na 0,2°C pozwala na wcześniejsze załączenie się pieca, uzupełnienie ciepła, które beton oddał do pomieszczeń i wyłączy się po kilkudziesięciu minutach, bo temperatura wewnątrz znowu wzrośnie. Ponadto, piec będzie mieć mniej pracy, bo woda powracająca z obiegów grzewczych będzie cieplejsza. W drugim przypadku, gdyby zamiast podłogi, źródło ciepła zasilało kaloryfery, to histereza byłaby szersza. Gorące kaloryfery bardzo szybko ogrzewają dom, ale z kolei stygną szybciej niż beton w podłodze. Dlatego też szersza histereza pozwoliłaby na krótsze okresy pracy pieca, bo nie musiałby on nagrzewać najpierw akumulatora ciepła, jakim w ogrzewaniu podłogowym jest beton.

Szerokość pętli histerezy powinno się ustalać indywidualnie. Dla niektórych osób wahania temperatury o 2°C - 3°C nie stanowi problemu, ale dla innych już 1°C jest odczuwalny. Należ pamiętać, by ustawienia sterownika dopasować do posiadanego źródła ciepła i instalacji C.O.
Należy pamiętać, że mniejsze wahania temperatur pomieszczeń przekładają się na lepszy komfort mieszkania i niższe rachunki za ogrzewanie. Tańsze i szybsze jest uzupełnianie braków ciepła niż rozgrzewanie domu od nowa. Dlatego też, jeśli tylko jest to możliwe, histereza powinna być jak najmniejsza. Oznacza to, że instalacja uruchamia się częściej, ale krócej pracuje i produkuje mniejszą ilość ciepła, by uzupełnić straty w domu. Dla instalacji, które szybko się nagrzewają, histereza powinna wynosić ok. 1°C. W przypadku wodnego ogrzewania podłogowego można zmniejszyć ten zakres nawet do 0,2-0,5°C. Wówczas źródło ciepła będzie uruchamiać się częściej, ale będzie miało mniej pracy do wykonania, bo straty ciepła są mniejsze. Warto pamiętać, że niektóre źródła ciepła nie znoszą dobrze częstego włączania i wyłączania się. Pompa ciepła czy piec na pellet lepiej pracują, gdy są uruchomione dłużej, nawet na minimalnych temperaturach. Ustawiając histerezę, należy wziąć to pod uwagę i zwiększyć szerokość pętli, żeby nie doprowadzić do szybszego zużycia się urządzenia.

Zasady ustawiania szerokości pętli histerezy w instalacji CO obejmują następujące etapy:
1. Należy zdecydować, jak duże wahania temperatur dopuszcza się w domu. Uważa się, że im mniejsze różnice, tym lepiej.
2. Mając instalację, która szybko się nagrzewa i błyskawicznie podnosi temperaturę w pomieszczeniach, można ustawić szerszą pętlę histerezy. Dzięki temu instalacja będzie rzadziej się uruchamiać i nieco dłużej pracować. 
3. W przypadku posiadania wodnego ogrzewania podłogowego, które najpierw nagrzewa beton, a dopiero później dom, należy zmniejszyć szerokość pętli histerezy tak, by podłoga pełniąca funkcję akumulatora nie wystudziła się zbyt mocno. Należy pamiętać, że najwięcej czasu i energii tarci się na rozruch i rozgrzanie instalacji.
4. W godzinach nocnych powinno się obniżyć temperaturę w pomieszczeniach, ale nie więcej niż o 1-2°C w porównaniu z wartościami dziennymi. Nocne wychłodzenie domu wymagać będzie mocniejszego ogrzewania z rana w celu uzupełnienia braków w energii cieplnej. 
5. Dopiero po sprawdzeniu, jak działa histereza na posiadanym sterowniku do CO, można tak ustawić temperaturę zadaną w domu, by np. zbyt mocno go nie nagrzewać, gdy ogrzewanie dąży do uzyskania temperatury zadanej.
6. Dobre ocieplenie domu mającego wentylację z odzyskiem ciepła sprawia, że zakres zmian temperatur może być większy. W domach energooszczędnych i domach pasywnych temperatura spada powoli, a pomieszczenia nagrzewają się szybciej, co oznacza, że przy szerszej histerezie ogrzewanie będzie się włączać rzadziej. 

Co oznacza histereza kotła CO? Zgodnie z definicją histereza kotła (histereza CO) określa różnicę, przy jakiej kocioł, który osiągnął poziom zadanej temperatury, przechodzi z cyklu podtrzymania w cykl pracy. Przykładowo, gdy temperatura zadana kotła wynosi 50°C, a histereza jest ustawiona na 3°C, wówczas kocioł będzie pracował do momentu uzyskania temperatury rzeczywistej 50°C. Po jej osiągnięciu kocioł przejdzie w cykl podtrzymania. Powrót do cyklu pracy nastąpi po spadku rzeczywistej temperatury kotła o 3°C, czyli do poziomu 47°C.
Jaka jest zatem optymalna histereza kotła? Wiele pieców posiada fabrycznie ustaloną wartość tego parametru i nie ma już możliwości wprowadzania żadnych zmian. W przypadkach, w których można indywidualnie określić wartość histerezy, należy pamiętać o następujących zasadach: 
• większa histereza – oznacza dłuższe przerwy w pracy urządzenia, co może powodować ryzyko nadmiernego wychłodzenia się pomieszczeń, których odpowiednie odgrzanie będzie potem wymagać odpowiednio dłuższej pracy kotła;
• mniejsza histereza – pozwala na utrzymanie komfortu cieplnego na optymalnym poziomie, co wymaga częstszej pracy pieca, ale przez krótszy czas.

Zobacz najciekawsze projekty domów!

---

---

Zobacz więcej projektów

Częste włączanie się kotła przy niskiej histerezie powoduje jego szybszą eksploatację i wzrost zużycia energii na rozruch. Z kolei utrzymywanie szerokiej histerezy prowadzi do sporych wahań temperatury. A zatem jak najlepiej ustawić ogrzewanie gazowe? Trudno jest określić jaka histereza kotła gazowego będzie najlepsza. Zazwyczaj ma ona dość wąski i niski zakres, który może wynosić między 0,5°C do 1oC. Zbyt wysoka histereza, czyli różnica pomiędzy temperaturą zadaną a temperaturą pożądaną, oznacza duże wahania temperatury i jednocześnie niższy komfort cieplny. Z kolei zbyt częste włączanie się pieca zwiększa zużycie energii, dlatego nie poleca się sterowników o zbyt niskiej histerezie (przykładowo 0,25 oC). Zatem jaka histereza będzie najlepsza na kotle? W tym przypadku powinna mieć być dość niska i wynosić około 2 do 3oC, co pozwoli utrzymywać długookresową równowagę temperatury i jednocześnie zaoszczędzić na kosztach ogrzewania. Zbyt duże wahania temperatury spowodują, że kocioł będzie zużywał więcej opału na to, by wyrównać histerezę do oczekiwanego poziomu.

W podobny sposób można wytłumaczyć, co to jest histereza CWU, czyli histereza bojlera, który podgrzewa wodę użytkową. Histereza pieca lub CWU to maksymalna różnica pomiędzy temperaturą zadaną bojlerze (gdy pompa CWU jest włączona) a temperaturą powrotu do trybu pracy urządzenia (załączenia), czyli wartością, przy której urządzenie zostanie uruchomione, by osiągnąć temperaturę zadaną.
W przypadku tego rodzaju urządzeń grzewczych ma miejsce analogiczny proces, czyli włączenie instalacji następuje dopiero wtedy, gdy czujnik temperatury wskaże jej obniżenie od wartości zadanej. Na przykład, jeżeli histereza jest ustawiona na 10oC, a temperatura docelowa na 45oC, to uruchomienie pompy ciepła nastąpi w momencie, gdy rzeczywista temperatura wody spadnie do 35oC.
Należy pamiętać, że efektywność histerezy CWU zależy od miejsca umieszczenia czujnika temperatury w bojlerze. Proces wychładzania wody rozpoczyna się od dołu. Najlepiej zatem gdy czujnik pobiera dane właśnie z tej części urządzenia. Takie umieszczenie czujnika sprzyja podjęciu decyzji o tym, jak ustawić histerezę CWU. Przy określonym spadku temperatury w dole bojlera do kranów jeszcze przez pewien czas będzie dopływała woda cieplejsza z jego górnej części. W tym przypadku histereza może być nieco większa. Z kolei przy ustawieniu czujnika u góry, musi być mniejsza histereza, w przeciwnym bowiem wypadku woda zbyt się wychłodzi i będzie wymagać dłuższej pracy urządzenia.

W piecach olejowych zakres histerezy jest z reguły bardzo wysoki i może się wahać pomiędzy 1oC a 20oC. Wyższa wartość parametru przekłada się na oszczędne zużycie energii, ale ustawiając go, należy wziąć pod uwagę wskaźniki energetyczne danego budynku.

Pellet jest paliwem stałym występującym w postaci sprasowanych wiórów drzewnych. Pellet szybko się rozpala, ale i równie szybko spala, o czym należy pamiętać, określając optymalny poziom histerezy kotła na pellet. A zatem jaka histereza kotła na pellet będzie najlepsza? Optymalna histereza pieca na pellet powinna mieć dość niską wartość wynoszącą około 2-3°C. Pozwoli to na utrzymywanie pożądanej temperatury przy jednoczesnym oszczędzaniu na kosztach ogrzewania. 

Istnieje także histereza sterownika pokojowego. W tym przypadku jednak jest ona ustawiona najczęściej fabrycznie i nie można jej zmienić. Co więcej, zazwyczaj znacznie różni się od histerezy kotła, bo wynosi maksymalnie 0,4 lub 0,5oC.

Ogrzewanie podłogowe charakteryzuje się dużą bezwładnością cieplną. Oznacza to, że podłoga wolno się nagrzewa i wolno się wychładza. W tej sytuacji znacznie trudniej jest precyzyjnie sterować temperaturą w pomieszczeniu. Jaka histereza przy ogrzewaniu podłogowym jest optymalna? Najczęściej jest jak najniższa, poniżej 1oC, gdyż tylko wówczas można zapewnić w pomieszczeniu w miarę stabilną temperaturę.

Mata grzewcza potrafi dość szybko podnieść temperaturę pomieszczenia i może pracować z dłuższymi przerwami. 
Warto podkreślić, że nowoczesne systemy grzewcze wymagają zazwyczaj ustawienia wielu parametrów. Histereza jest wśród nich jednym z najważniejszych, gdyż ma ona duży wpływ nie tylko na komfort termiczny w domu, ale również na koszty ogrzewania. Stąd tak ważne jest, by prawidłowo określić ten parametr i ustawić go na posiadanym urządzeniu grzewczym.