Jak działa HDO w elektrycznym kotle

Produkty dopiero przygotowujemy.

Natomiast możesz oglądać inne kategorie.

Jak działa HDO w kotle elektrycznym

Jeśli rozważacie zakup kocioła elektrycznego lub już go posiada Państwo, to z pojęciem HDO – masowe zdalne sterowanie spotkacie się wcześniej czy później. Jest to jeden z najważniejszych, ale zarazem najmniej wyjaśnianych pojęć w całej tematyce ogrzewania elektrycznego. Większość osób wie, że „HDO daje tańszy prąd", ale nie zawsze wie dokładnie, jak to działa, co trzeba zrobić, aby kotłowy HDO rzeczywiście był wykorzystywany, i dlaczego bez niego eksploatacja kocioła elektrycznego może być znacznie droższa, niż się pierwotnie przewidywało. W tym artykule wyjaśnimy HDO technicznie i praktycznie – od zasady działania sygnału przez podłączenie styka, aż po to, dlaczego warto rozważyć akumulację ciepła, jeśli chcemy maksymalnie wykorzystać niską stawkę.

Czym dokładnie jest HDO i jak działa

HDO (masowe zdalne sterowanie) to system, którym dystrybutor energii elektrycznej zdalnie steruje wybranymi odbiornikami u tysięcy odbiorców naraz – typowo bezpośrednie ogrzewanie elektryczne, podgrzewanie ciepłej wody użytkowej, piecyki akumulacyjne, pompy ciepła i inne „sterowane” odbiorniki. Sygnał dostaje się do domu albo bezpośrednio przez sieć elektryczną (jako specjalnie zakodowany impuls nakładany na standardowe napięcie), albo w niektórych lokalizacjach przez radiowy sygnał odbierany przez osobną antenę. W obu przypadkach jest to ten sam zasób: dystrybutor z centralnego dyspozytorium w dokładnie wyznaczonych momentach „powiedzieć” licznikowi energii i odbiornikowi HDO, że właśnie przełącza się między wysoką (zwykłą) a niską (korzystną) stawką.

Ważne jest zrozumienie, że HDO nie jest jednorazowym przełącznikiem „dzień/noc". Realny harmonogram niskiej stawki składa się zwykle z wielu bloków rozłożonych w ciągu dnia i nocy – klasycznie dłuższy blok nocny i jeden albo dwa krótsze bloki w ciągu dnia (np. wokół lunchu lub po południu). Dokładny harmonogram ustala każdy dystrybutor energii samodzielnie, różni się między regionami i zmienia się sezonowo (inny będzie w zimie, inny w lecie), dlatego nie istnieje jedno uniwersalne „od–do", które by obowiązywało na zawsze i wszędzie. Kto chce znać dokładne godziny dla swojego odbioru, znajdzie je w umownych warunkach swojego dystrybutora lub bezpośrednio w fakturze/strefie klienta.

Do lepszego zrozumienia, jak może wyglądać taki harmonogram w praktyce, służy poniższa ilustracyjna oś czasu dnia. Jest to uproszczony modelowy przykład – w rzeczywistości zawsze sprawdź aktualny harmonogram swojego dystrybutora, który może się różnić nawet w trakcie roku.

Z wykresu widać istotę: niska stawka to nie tylko „noc", ale kilka oddzielnych okien w ciągu 24 godzin. Kocioł elektryczny, który potrafi pracować z HDO, stara się zminimalizować swoje zużycie do zielonych bloków – i właśnie w tym cały ekonomiczny sens ogrzewania elektrycznego. Kocioł bez okręgu HDO musiałby działać na pełną moc, wysoką stawkę, kiedykolwiek w ciągu dnia byłoby potrzebne ciepło, co znacznie zwiększa koszty eksploatacji.

Uproszczony zasób sterowania kotłem elektrycznym przez HDO.

Jak HDO podłącza się do kocioła elektrycznego

Aby kotłowy HDO rzeczywiście był wykorzystywany, nie wystarczy tylko złożyć zamówienie na dwustawkową lub wielostawkową stawkę u dystrybutora energii (choć to jest konieczny pierwszy krok). Wymagany jest również osobny odbiornik HDO – urządzenie, które odbiera sygnał sterujący od dystrybutora i na jego podstawie łączy lub rozłącza obwód elektryczny. Taki odbiornik instaluje zwykle sam dystrybutor lub jego umawiany elektryk przy zakładaniu dwustawkowego odbioru, ponieważ jest to urządzenie komunikujące się bezpośrednio z siecią dystrybucyjną.

Sam przełączanie kotła realizuje stykać lub relé podłączone między odbiornikiem HDO a gałęziami mocy kotła. Gdy odbiornik sygnalizuje niską stawkę, stykać doprowadza zasilanie do grzałki kotła i może działać na pełną moc. Gdy przełącza się na wysoką stawkę, stykać przerzuca (lub ogranicza) obwód i kotłowy odbiór mocy z sieci zostaje zakończony, a kotłowy odbiór mocy działa tylko w ograniczonym trybie, jeśli to dany model pozwala.

W praktyce istnieją dwa podejścia, jak to rozwiązują producenci:

1. Kotły z wbudowanymi stykacami dla HDO. Niektóre serie kotłów elektrycznych (np. Thermona THERM EL) mają stykać do przełączania poszczególnych stopni mocy wbudowane bezpośrednio w kotle. Wystarczy je połączyć z wyjściem odbiornika HDO i system działa bez dodatkowych komponentów – to upraszcza montaż i zmniejsza liczbę części, które mogą z czasem ulec awarii.

2. Kotły uzupełnione o zewnętrzny regulator. Inne modele (np. Protherm Ray) nie rozwiązują przełączania HDO bezpośrednio w produkcji, ale można do nich dołączyć zewnętrzny trójfazowy regulator. Taki regulator oprócz samego przełączania według sygnału HDO zazwyczaj monitoruje również wykorzystanie bezpiecznika – jeśli jednoczesny bieg kotła z innymi odbiornikami w domu groziłby przekroczeniem nominalnej wartości bezpiecznika, regulator automatycznie odłącza jeden lub więcej stopni mocy kotła, aby nie doszło do odłączenia bezpiecznika. Ta funkcja jest przydatna zwłaszcza w przypadku kotłów z wyższą maksymalną mocą, gdzie inaczej groziłyby częste odcięcia przy jednoczesnym działaniu z innym dużym odbiornikiem (np. piecem, grzałką wody lub ładowarką samochodu elektrycznego).

Wybór między tymi dwoma podejściami powinien być częścią projektu ogrzewania już przy doborze konkretnego kotła – warto to omówić z elektrykiem oraz z dostawcą kotła, który dokładnie wie, co dany model obsługuje z fabryki, a co trzeba uzupełnić.

Dlaczego ważna jest akumulacja ciepła

Ponieważ HDO skupia pracę kotła w stosunkowo krótkich oknach czasowych (najczęściej nocny blok, który jest najczęściej najdłuższy), logicznie pojawia się pytanie: co dzieje się z ciepłem w domu podczas długich okresów wysokiej taryfy, kiedy kotł nie może pracować na pełną moc? Odpowiedzią jest cieplna bezwładność systemu – zdolność systemu ogrzewania lub budynku do utrzymania wygenerowanego ciepła, nawet jeśli źródło w danym momencie nie dostarcza dodatkowej energii.

W praktyce tę bezwładność można rozwiązać na dwa sposoby, które można również łączyć:

Zbiornik akumulacyjny. Kotł elektryczny podczas nocy (i ewentualnie godzinowego bloku) niskiej taryfy podgrzewa większą ilość wody w zbiorniku akumulacyjnym do wyższej temperatury, niż jest zwykle potrzebne do samego ogrzewania. Ta zapas ciepłej wody jest następnie w ciągu dnia stopniowo „wypuszczany" do obiegu grzewczego, nawet jeśli kotł z powodu wysokiej taryfy nie może lub nie musi pracować na pełną moc. Im większy i lepiej izolowany zbiornik, tym dłużej może pokrywać zapotrzebowanie na ciepło poza niską taryfą.

Bezwładność samego budynku i systemu ogrzewania. Masywna budowa (grubsze ściany, jądro betonowe, podłogowe ogrzewanie z dużą warstwą akumulacyjną w posadzce) sama w sobie działa jak duży „zbiornik ciepła" – raz rozgrzana podłoga lub ściana chłodzi się powoli i uwalnia ciepło do pomieszczenia przez godziny po tym, jak źródło przestaje dostarczać energię. Dlatego właśnie kotły elektryczne bardzo dobrze współgrać z ogrzewaniem podłogowym – niska temperatura wody grzewczej i duża powierzchnia wymiany ciepła oznaczają wolniejszy wzrost i spadek temperatury, co bezpośrednio sprzyja trybowi przerwanego działania zgodnie z HDO.

Na odwrót, system z małymi grzejnikami bez zbiornika akumulacyjnego i w lekkim, mało bezwładnym cieplnie budynku będzie znacznie bardziej wrażliwy na to, że kotł podczas wysokiej taryfy ograniczy lub przerwie moc – pomieszczenia mogą chłodzić się szybciej, niż nadejdzie kolejny blok niskiej taryfy. Dlatego akumulacja ciepła warto rozważyć już w fazie projektowania systemu, a nie dopiero później, kiedy okazuje się, że w domu jest zimno, mimo że kotł pracował w nocy na pełną moc.

Który kotł ma HDO gotowy od razu

Przy doborze kotła elektrycznego warto wcześniej sprawdzić, czy dany model ma styki do HDO wbudowane, czy trzeba dodać zewnętrzny regulator – oba podejścia działają wiarygodnie, ale mają inne wymagania montażowe. Poniżej trzy konkretne modele z oferty atria.sk, które obsługują HDO.

Thermona THERM EL 8 – kotł elektryczny z wbudowanymi stykami do bezpiecznego przełączania poszczególnych faz, gotowy do podłączenia do sygnału HDO bez konieczności zewnętrznego regulatora. Wskazany jako bezpośrednie źródło ciepła do systemu z zbiornikiem akumulacyjnym lub ogrzewaniem podłogowym. Cena od 709,53 €.

Protherm Ray 14KE – bardziej mocy kotł elektryczny, do którego można dodać zewnętrzny trójfazowy regulator z obsługą HDO i jednoczesnym zabezpieczeniem przed przekroczeniem prądu wyłącznika – regulator w przypadku zagrożenia przeciążenia automatycznie odłącza stopnie mocy. Wskazana opcja dla domów z wyższą zainstalowaną mocą i wieloma równocześnie podłączonymi urządzeniami. Cena od 961,00 €.

Buderus Logamax E213-4 – kompaktowy kotł elektryczny marki Buderus, który standardowo podłącza się do dwutaryfowego okręgu HDO przez stykacz sterowany zewnętrznym lub dostarczonym przez dystrybutora odbiornikiem HDO. Dobra opcja do mniejszych i średnich obiektów z ogrzewaniem podłogowym lub z zbiornikiem akumulacyjnym. Cena od 661,26 €.

Attack Electric Excellent 8 (7,5 kW) – kotł z sterowaniem bezpośrednio przez aplikację mobilną, dzięki czemu możesz śledzić, kiedy naprawdę pracuje i czy jego eksploatacja trzyma się pasm niskiej taryfy, nawet jeśli nie jesteś akurat w domu. Praktyczna kontrola nad tym, jak dobrze integrowanie HDO działa w rzeczywistej eksploatacji. Cena od 1 018,00 €.

Podstawowe komponenty potrzebne do funkcjonalnego podłączenia HDO.

Praktyczny przykład

Przykład 1 – dom jednorodzinny z podłogowym ogrzewaniem i zbiornikiem akumulacyjnym. Przeanalizujmy typowy nowy dom jednorodzinny, w którym inwestor zdecydował się na kocioł elektryczny zamiast gazowy, ponieważ do działki nie prowadziła gazowa sieć dystrybucyjna, a jej przyłączenie byłoby nieproporcjonalnie kosztowne. Kocioł został podłączony do systemu z zbiornikiem akumulacyjnym i podłogowym ogrzewaniem w wszystkich pomieszczeniach. Elektryk przy realizacji stworzył dwustopniową stawkę z odbiornikiem HDO, a kocioł wyposażony był w wbudowane styki, więc nie był wymagany żaden dodatkowy zewnętrzny regulator.

Podczas nocy, w najdłuższym z całego harmonogramu bloku niskiej stawki, kocioł pracował na pełną moc i grzał wodę w zbiorniku akumulacyjnym na wyższą temperaturę, niż jest typowa temperatura obiegowego systemu ogrzewania. Ta zapas ciepła był następnie w ciągu dnia stopniowo „wypłacany" do podłogowego ogrzewania. Dzięki powolnej cieplnej inercji systemu podłogowego i wystarczająco dużej pojemności zbiornika dom utrzymywał komfortową temperaturę również przez długi dzień, w którym obowiązywała wysoka stawka, kiedy kocioł pracował ograniczony lub wcale. Krótki poranny blok niskiej stawki służył jako „dodatkowe doładowanie", szczególnie w chłodniejszych miesiącach.

W efekcie większość zużycia energii na ogrzewanie rzeczywiście zachodzi w czasie niskiej stawki – czyli po cenie korzystniejszej, niż by zapłacili, gdyby kocioł pracował bez względu na stawkę w dowolnym momencie dnia zgodnie z aktualnym zapotrzebowaniem na ciepło. Dokładna różnica w kosztach eksploatacji zależy od aktualnego cennika dystrybutora i od proporcji zużycia między stawką niską a wysoką, ale zasada jest zawsze taka sama: im więcej zużycia uda się przenieść do zielonych bloków z naszego powyższego wykresu, tym niższy jest końcowy rachunek za ogrzewanie.

Przykład 2 – mieszkanie po częściowej renowacji z grzejnikami bez zbiornika akumulacyjnego. Drugi, edukacyjny scenariusz dotyczy mieszkania po częściowej renowacji, gdzie właściciel zastąpił stary elektryczny system bezpośredniego ogrzewania nowym kotłem elektrycznym podłączonym do klasycznych grzejników, ale bez zbiornika akumulacyjnego – z przestrzennych przyczyn zbiornik nie zmieścił się w mieszkaniu. Okrąg HDO został zrealizowany tak samo jak w pierwszym przypadku, ale ponieważ grzejniki i samo mieszkanie mają znacznie mniejszą cieplną inercję niż masywna budowla z podłogowym ogrzewaniem, temperatura w pomieszczeniach podczas dłuższych okresów wysokiej stawki znacząco spadała – szczególnie w mroźne dni, kiedy straty ciepła mieszkania były wyższe.

To jest typowa sytuacja, w której opłacalne jest uzupełnienie rozwiązania: albo mniejszym zbiornikiem akumulacyjnym/zbiornikiem nawet w ograniczonym przestrzennie mieszkaniu, albo (jeśli to układ pozwala) przejściem na niskotemperaturowe powierzchnie ogrzewania z większą powierzchnią i zatem większą własną inercją. Nauczka jest jasna – HDO sam w sobie obniża koszty energii, ale komfort i rzeczywista skuteczność oszczędności zależy od tego, czy system ma wystarczającą „rezerwę" ciepła, by zasilić okresy wysokiej stawki. Dlatego właśnie ta tematyka rozwiązywana jest zawsze razem, a nie oddzielnie: przy projektowaniu kotła elektrycznego trzeba od samego początku liczyć się nie tylko z podłączeniem HDO, ale również z tym, jak ciepło w systemie będzie przechowywane między kolejnymi blokami niskiej stawki.

Oba przykłady pokazują, że samo podłączenie kotła do HDO to tylko połowa rozwiązania. Drugą, równie ważną połową jest przemyślany projekt całego systemu ogrzewania – wielkość zbiornika akumulacyjnego, typ grzejników, właściwości cieplne izolacyjne budynku i prawidłowe dobranie mocy kotła w stosunku do dostępnych bloków niskiej stawki.

Porównanie dwóch rzeczywistych scenariuszy opisanych wyżej.

Częste pytania

Czego oznacza skrót HDO?
HDO oznacza zdalne sterowanie masowe – system, którym dystrybutor energii elektrycznej na odległość przełącza wybrane odbiorniki (w tym kotły elektryczne) między stawką wysoką i niską zgodnie z wstępnie ustaloną harmonogramem.

Czy zawsze potrzebuję HDO do kotła elektrycznego?
Kocioł działa również bez HDO, ale w takim przypadku pracuje na pełną, wysoką stawkę zawsze, kiedy jest to potrzebne. HDO pozwala przenieść większość zużycia do korzystniejszej stawki niskiej, przez co koszty eksploatacji znacząco się obniżają – właśnie dlatego HDO jest uważany za jeden z głównych warunków ekonomicznie opłacalnego ogrzewania elektrycznego.

Jak sprawdzić dokładny harmonogram stawki niskiej i wysokiej dla mojego odbioru?
Dokładny harmonogram ustala wyłącznie dystrybutor energii elektrycznej w Twoim regionie i znajdziesz go w warunkach umownych dwustopniowej/wielostopniowej stawki lub bezpośrednio w strefie klienta dystrybutora. Harmonogram może się różnić w zależności od regionu i sezonu (inny w zimie, inny w lecie), dlatego warto sprawdzić go bezpośrednio u dystrybutora, a nie tylko na podstawie ogólnych przykładów.

Czy do HDO kotła muszę mieć zbiornik akumulacyjny?
Nie jest to warunek działania HDO, ale bez wystarczającej cieplnej inercji (zbiornik akumulacyjny, masywna budowla lub podłogowe ogrzewanie z dużą warstwą akumulacyjną) temperatura w domu może spadać podczas dłuższych bloków wysokiej stawki. Akumulacja ciepła jest więc w większości przypadków wyraźnie zalecana, jeśli chcesz z HDO wykorzystać maksymalną oszczędność bez utraty komfortu.

Jaka jest różnica między kotłem z wbudowanym stykiem a kotłem z zewnętrznym regulatorem HDO?
Kotły z wbudowanymi stykami (np. Thermona THERM EL) mają odpowiednie przełączniki HDO już od producenta, więc wystarczy je połączyć bezpośrednio z odbiornikiem HDO. Inne modele (np. Protherm Ray) można wyposażyć w funkcję HDO za pomocą zewnętrznego regulatora, który dodatkowo często monitoruje wykorzystanie bezpiecznika i w przypadku zagrożenia przeciążeniem automatycznie wyłącza część mocy kotła.

Czy HDO można dodać dodatkowo do już zainstalowanego kotła?
Tak, w większości przypadków tak – wymaga to założenia dwustopniowej lub wielostopniowej stawki u dystrybutora, instalacji odbiornika HDO i połączenia z stykiem lub zewnętrznym regulatorem przy kotle. Zaleca się to skonsultować z elektrykiem oraz z dostawcą konkretnego modelu kotła, ponieważ sposób podłączenia się nieco różni w zależności od tego, czy kocioł obsługuje HDO bezpośrednio, czy wymaga zewnętrznego uzupełnienia.

Dlaczego HDO nie działa jak prosty „noc tańsza, dzień droższy"?
Ponieważ dystrybutorzy zwykle dzielą stawkę niską na wiele bloków w ciągu dnia i nocy – typowo dłuższy blok nocny uzupełniony o jeden lub więcej krótszych bloków w ciągu dnia. Dokładne rozłożenie bloków różni się w zależności od dystrybutora i zmienia się również sezonowo, dlatego uproszczona koncepcja „tylko noc" nie odpowiada rzeczywistości większości harmonogramów.

Czy oszczędność dzięki HDO następuje automatycznie, czy muszę to sam załatwić?
Automatycznie nie – samo założenie dwustopniowej stawki i odbiornika HDO pozwala Ci tylko na dostęp do tańszych godzin, ale rzeczywistą oszczędność przynosi to, czy kocioł (ewentualnie w połączeniu z zbiornikiem akumulacyjnym) rzeczywiście potrafi przenieść większość zużycia właśnie do tych bloków. Jeśli dom nie ma wystarczającej cieplnej inercji ani akumulacji i kocioł pracuje równomiernie bez względu na stawkę, część zużycia zachodzi nadal w czasie stawki wysokiej, a oszczędność będzie tylko częściowa. Warto więc przy zakładaniu HDO od razu rozważyć, jak najwięcej ogrzewania „przenieść" do stawki niskiej.

Tematy powiązane

Masz pytanie dotyczące wyboru kocioła?

Nie możesz się zdecydować lub rozstrzygnąć konkretnej sytuacji w swoim gospodarstwie? Napisz do nas – chętnie doradzimy.