Czujnik temperatury podłogówki na zasilaniu czy powrocie

Czujnik temperatury podłogówki warto montować na zasilaniu, bo to tam regulacja ma największy sens i fizyczny sens. Umieszczony przy rurociągu zasilającym, tuż za zaworem mieszającym, mierzy dokładnie tę wodę, która trafia do pętli grzewczych w podłodze, a nie wodę schłodzoną przez całą instalację.

• Montaż czujnika temperatury na zasilaniu podłogówki
• Czujnik temperatury na powrocie podłogówki kiedy ma sens
• Błędy w umiejscowieniu czujnika podłogówki

Montaż czujnika temperatury na zasilaniu podłogówki

Czujnik zasilający to dziś standard w instalacjach z automatycznym zaworem mieszającym. Jego zadaniem jest przekazanie sterownikowi informacji: "w tej chwili do podłogówki dochodzi woda o temperaturze 35°C, proszę skorygować pozycję zaworu".

Prawidłowe miejsce montażu to rurka wychodząca z zaworu 3-drogowego lub pompy mieszającej, w odległości około 15 cm od korpusu zaworu. Zbyt bliska odległość sprawia, że czujnik odczytuje zakłócenia hydrodynamiczne powstające przy krawędzi zaworu. Zbyt daleka odległość opóźnia reakcję o 3 do 5 sekund na każdy metr rury.

Kapilara lub przewód czujnika powinien być osadzony w tulei zanurzeniowej, najlepiej mosiężnej, wtopionej w przewód pod kątem 45 stopni. Tuleja plastikowa współpracuje z złączkami zaciskowymi do temperatury 60°C, ale powyżej tej granicy zaczyna się odkształcać. Montaż pod kątem, nie prostopadle, ułatwia późniejszy demontaż bez opróżniania instalacji.

Koniec tulei nie może dotykać przeciwległej ścianki rury, bo wtedy czujnik odczytuje temperaturę ścianki, a nie wody. Prawidłowa głębokość zanurzenia to dwie trzecie średnicy wewnętrznej rury. Dla standardowej rury DN 25 to około 21 mm.

Prawidłowe podłączenie elektryczne wymaga ekranowanego przewodu sygnałowego, prowadzonego w odległości minimum 30 cm od kabli siłowych 230 V. Indukowanie się napięcia w przewodzie czujnika to częsta przyczyna fałszywych odczytów.

Dlaczego zasilanie, a nie powrót

Woda zasilająca ma temperaturę zadaną przez algorytm sterownika. Sterownik porównuje ją z wartością zadaną i na tej podstawie reguluje zawór. Gdyby czujnik mierzył powrót, regulator działałby z opóźnieniem wynoszącym średnio 10 do 15 minut, bo schłodzona woda z całej pętli musi najpierw opuścić strefę grzewczą.

Opóźniona regulacja oznacza przegrzanie podłogi rano i niedogrzanie wieczorem. W skali roku przekłada się na 5 do 8% większego zużycia paliwa w instalacji z kotłem stałopalnym.

Montaż krok po kroku

1. Zamontować tuleję zanurzeniową w odległości 15 cm od zaworu, pod kątem 45 stopni.
2. Wsunąć czujnik do tulei aż do oporu, z kapilarą skierowaną ku górze.
3. Uszczelnić połączenie pastą termoprzewodzącą, taśmą PTFE lub oringiem.
4. Podłączyć przewód ekranowany do zacisków w sterowniku, zgodnie ze schematem producenta.
5. Sprawdzić odczyt w menu serwisowym regulatora przed uruchomieniem instalacji.

Czujnik temperatury na powrocie podłogówki kiedy ma sens

Montaż czujnika na powrocie jest uzasadniony w instalacjach z kotłem stałopalnym, szczególnie w układach z ekogroszkiem. Tam celem jest ochrona wymiennika przed korozją niskotemperaturową, a nie regulacja komfortu podłogi.

Mechanizm korozji niskotemperaturowej

Gdy temperatura spalin spada poniżej 140°C, para wodna zawarta w produktach spalania skrapla się na wewnętrznych ściankach wymiennika. Powstaje wtedy kwas siarkowy i azotowy, reagujący z metalem. Norma PN-EN 303-5 wymaga, by temperatura powrotu wody do kotła wynosiła minimum 50 do 65°C w zależności od mocy urządzenia.

Czujnik umieszczony na powrocie podłogówki mierzy więc w praktyce temperaturę powrotu całej instalacji, informując sterownik, kiedy trzeba otworzyć obejście gorącej wody z kotła. To rozwiązanie działa świetnie w układach, gdzie kocioł zasila jednocześnie grzejniki i podłogówkę przez grupę pompową.

W samej podłogówce bez udziału kotła pomiar powrotu nie ma regulacyjnego sensu, bo schłodzona woda nie jest już sterowana. Czujnik na powrocie staje się wtedy wyłącznie elementem bezpieczeństwa, wyłączającym pompę, gdy temperatura spadnie poniżej progu ochrony wymiennika.

Kiedy powrót ma pierwszeństwo

Gdy instalacja obsługuje duży odbiór ciepła, na przykład 200 m² podłogówki na kondygnacji, powrót może spadać poniżej 30°C, mimo że zasilanie ma 35°C. Sterownik musi wtedy ograniczyć przepływ, by chronić kocioł. Realizuje się to przez zawór 3-drogowy z priorytetem powrotu.

Zawór taki przy temperaturze powrotu poniżej 50°C kieruje wodę z kotła z pominięciem mieszacza, grzejąc bezpośrednio grzejniki. Dopiero po przekroczeniu progu włącza obieg podłogówki. Mechanizm jest prosty, a jednocześnie skuteczny w ochronie wymiennika przed kondensacją.

Schemat typowego układu z czujnikiem na powrocie

Kocioł → zasilanie 70°C → filtr magnetyczny → pompa obiegowa → zawór 3-drogowy z siłownikiem → rozdzielacz podłogowy (35°C) → powrót do kotła.

Czujnik T1 na zasilaniu podłogówki steruje zaworem. Czujnik T2 na powrocie do kotła chroni wymiennik, blokując pracę zaworu w skrajnych temperaturach. Algorytm działa w czasie rzeczywistym, korygując pozycję zaworu co 2 sekundy.

Błędy w umiejscowieniu czujnika podłogówki

Prawie połowa instalacji podłogowych w prywatnych domach działa nieprawidłowo z powodu błędnego umiejscowienia czujnika. Najczęściej spotykanym błędem jest montaż na rurze zbiorczej przy rozdzielaczu, bez tulei zanurzeniowej.

Pięć klasycznych pomyłek

Montaż bez tulei. Czujnik owinięty taśmą aluminiową i przyłożony do rury odczytuje temperaturę ścianki, a nie wody. Przekłamanie sięga 4 do 7°C, zwłaszcza przy dużym przepływie.

Miejsce za daleko od zaworu. Przy 2 metrach rury między zaworem a czujnikiem opóźnienie regulacji wynosi 8 sekund. Sterownik reaguje na zmiany temperatury wody, gdy te są już w pętli grzewczej. Efekt to cykliczne przegrzewanie i niedogrzewanie podłogi.

Umieszczenie w najdłuższej pętli. Pętla o długości 120 m nagrzewa się wolniej niż pętla 60 m. Czujnik w pętli długiej zaniża wskazania, a regulator otwiera zawór mocniej, przegrzewając krótsze obwody.

Brak pasty termoprzewodzącej. Powietrze między czujnikiem a ścianką tulei działa jak izolator. Wskazania spadają średnio o 2,5°C. Latem efekt jest pomijalny, zimą odczuwalny jako trwałe niedogrzewanie.

Jeden czujnik dla wielu pętli. Montowanie pojedynczego czujnika przy rozdzielaczu, bez podziału na strefy, uniemożliwia zróżnicowanie temperatury w pokojach. Norma PN-EN 1264 wymaga regulacji każdej pętli osobno.

Diagnostyka nieprawidłowych odczytów

Pierwszym krokiem jest porównanie wskazań czujnika z pomiarem referencyjnym, na przykład termometrem cyfrowym z sondą. Różnica powyżej 3°C oznacza problem z montażem. Pomiar referencyjny wykonuje się po 30 minutach od włączenia instalacji, gdy temperatura się ustabilizuje.

Drugim krokiem jest sprawdzenie rezystancji czujnika. Typowy czujnik NTC 10 kΩ przy 25°C ma rezystancję 10 kΩ, przy 35°C około 6,5 kΩ. Odchylenie większe niż 10% wskazuje na uszkodzenie sensora lub korozję styków.

Trzecim krokiem jest weryfikacja algorytmu sterownika. Regulator powinien regulować zawór w trybie PI z czasem całkowania 30 do 60 sekund. Zbyt krótki czas całkowania powoduje oscylacje zaworu, zbyt długi opóźnia reakcję na zmiany pogody.

Kiedy wystarczy jeden czujnik

W małej instalacji o powierzchni do 80 m², z jedną pętlą grzewczą, wystarczy pojedynczy czujnik na zasilaniu. Powrót jest tu praktycznie stały, zależny od temperatury zewnętrznej i krzywej grzewczej, więc nie wymaga dodatkowego pomiaru. Sterownik z pogodówką oblicza powrót automatycznie.

W instalacji powyżej 120 m² z wieloma strefami czujników potrzeba od dwóch do trzech. Jeden na zasilaniu głównym, jeden na powrocie do kotła, opcjonalnie jeden w najdłuższej pętli jako kontrola.

Koszty prawidłowego montażu

Łączny koszt prawidłowego wyposażenia instalacji w czujniki oscyluje między 400 a 1500 zł, w zależności od liczby obwodów. Kwota nie wydaje się duża w porównaniu z 6000 zł za nieprawidłowo działający zawór mieszający, którego przesterowanie wynika z błędnego odczytu.

Konsekwencje błędnego odczytu

Nieprawidłowy odczyt powoduje, że sterownik albo przegrzewa podłogę do 45°C, albo utrzymuje ją na 25°C zamiast 29°C. Latem efektem są reklamacje, zimą rachunki za ekogroszek wyższe o 10 do 20%.

W skrajnych przypadkach błędny czujnik w układzie z ekogroszkiem prowadzi do pracy kotła przy temperaturze powrotu 38°C. Kondensacja wilgoci w wymienniku jest wtedy tak intensywna, że wymiennik żeliwny traci do 30% przekroju ścianek w ciągu 2 sezonów grzewczych.

Współpraca czujnika z algorytmem sterownika

Czujnik na zasilaniu współpracuje z algorytmem regulacji proporcjonalno-całkującej. Stała proporcjonalna wynosi zwykle 5 K, czas całkowania 60 sekund. Oznacza to, że różnica 5°C powoduje pełne otwarcie zaworu, a czas reakcji na utrzymujący się błąd to 60 sekund.

Czujnik na powrocie współpracuje z algorytmem ochrony kotła. Temperatura graniczna 50°C jest monitorowana co 2 sekundy. Po spadku poniżej granicy sterownik wysyła sygnał awaryjny, zapala kontrolkę i zwiększa priorytet grzejników.

Typy czujników

Czujnik NTC 10 kΩ pozostaje najbardziej rozpowszechniony w podłogówce, głównie z uwagi na powszechną kompatybilność z regulatorami. Przy doborze czujnika do istniejącego sterownika najważniejszy jest nominał rezystancji, nie producent urządzenia.

Sprawdzenie instalacji

Zanim wezwiesz fachowca, zweryfikuj sam kilka rzeczy. Sprawdź, czy czujnik jest osadzony w tulei, a nie owinięty taśmą. Zmierz rezystancję miernikiem po odłączeniu przewodu. Porównaj wskazania sterownika z termometrem referencyjnym. Gdy różnice przekraczają 3°C, czujnik wymaga wymiany lub poprawienia montażu.

Druga kwestia to lokalizacja. Czujnik powinien znajdować się w odległości 15 do 20 cm od zaworu mieszającego, na rurce prowadzącej do rozdzielacza, nigdy po stronie powrotu pętli. Trzecia sprawa to algorytm. Tryb pracy powinien być ustawiony na regulację PI, nie dwustanową (on/off), bo ta ostatnia powoduje cykliczne wahania temperatury.

Źródła danych: PN-EN 303-5:2012 (Kotły grzewcze na paliwa stałe); PN-EN 1264-4 (Ogrzewanie podłogowe, instalacja); dokumentacja techniczna regulatorów klimakonwektorowych; katalogi armatury zaworowej.