Co trzeba wiedzieć o ogrzewaniu domu prądem?

Wykorzystanie prądu elektrycznego do ogrzewania domu uznawane jest za najdroższy sposób na pozyskanie energii cieplnej, ale niekiedy ze względu na niskie koszty inwestycyjne, taki sposób ogrzewania pomieszczeń można stosować jako przejściowy, awaryjny czy nawet docelowy.

Co trzeba wiedzieć o ogrzewaniu domu prądem?

Są też dwie formy jego wykorzystania - tradycyjnie z rezystancyjnym elementem grzewczym lub instalowanym jako źródło zasilania pomp cieplnych. W systemach z pompą ciepła koszt zużywanej energii będzie bardzo niski, ale konieczne są duże nakłady inwestycyjne i taka instalacja powinna być uwzględniona na etapie projektu domu.

Przy bezpośrednim ogrzewaniu prądem ograniczeniem w jego wykorzystaniu będzie dopuszczalna moc pobierana z sieci dla naszego domu, zatem istotne znaczenie ma jego wielkość i ciepłochronność decydujące o zapotrzebowaniu na energię cieplną.

Z artykułu dowiesz się:
  • Czy warto grzać prądem na bieżąco czy z akumulacją ciepła?
  • Kiedy stosować grzejniki elektryczne?
  • Kiedy warto zdecydować się na kocioł elektryczny?
  • Gdzie układać elektryczne ogrzewanie podłogowe?
  • Jak rozdzielić prąd?

Grzanie na bieżąco czy z akumulacją ciepła?

Ogrzewanie elektryczne z wykorzystaniem grzałek może odbywać się z bezpośrednim przekazywaniem wytworzonego ciepła, a element grzejny załącza się cyklicznie względem aktualnej temperatury otoczenia.

W zależności od rodzaju urządzenia, energia cieplna rozchodzi się poprzez promieniowanie, konwekcję naturalną lub nadmuch, a niekiedy również za pośrednictwem innego medium, np. w wodnej instalacji grzejnikowej.

Jednak w ten sposób występuje całodobowy pobór prądu, co ze względu na cenę prądu dla takiej taryfy energetycznej nie jest korzystne, gdyż nie zapewnia możliwości wykorzystania tańszego prądu pobieranego w nocy wg. tzw. drugiej taryfy G12.

Wobec tego niekiedy korzystniejszym rozwiązaniem będzie zapewnienie akumulacji ciepła wytwarzanego podczas taryfy nocnej i ogrzewanie „bez prądu” w pozostałej części dnia. Jednak wymaga to zapewnienia możliwości poboru większej mocy elektrycznej, gdyż musi pokryć ona bieżące potrzeby i zgromadzić energię na zapas.

O wyborze systemu ogrzewania powinna tez zadecydować analiza ekonomiczna, gdyż w taryfie G12 wyższa jest cena prądu zużywanego w ciągu dnia niż w taryfie całodobowej.

Orientacyjnie, przy stosunkowo niewielkim zapotrzebowaniu na ciepło do ogrzewania całkowita, jednostkowa cena energii zużywanej w rozliczeniu dwutaryfowym będzie o 0,10-0,15 zł za 1 kWh niższa niż w systemie całodobowym.

Zastosowanie grzejników elektrycznych

Grzejniki elektryczne są najprostszym do zamontowania urządzeniem grzejnym i najczęściej wystarczy podłączyć je do zwykłego gniazdka elektrycznego. Mogą też pełnić funkcję ogrzewania wspomagającego, gdy w domu zainstalujemy kominek z rozprowadzeniem ciepłego powietrza, a jego wydajność nie wystarcza w szczególnie zimnych dniach lub dyżurnego, np. w domach ogrzewanych paliwem stałym, gdy wyjedziemy na kilka dni.

Największą popularnością cieszą się grzejniki konwekcyjne, przy czym wylot ogrzanego powietrza może być skierowany wprost do góry lub odchylany w stronę frontową, co jest rozwiązaniem korzystniejszym.

Grzejnik elektryczny.
Grzejnik elektryczny. Fot. Thermoval.

Produkowane są też modele wyposażone w płytę akumulacyjną, co pozwala na utrzymanie stabilnej temperatury w pomieszczeniu przy jednoczesnym ograniczeniu częstotliwości załączeń grzałki.

Grzejniki elektryczne z reguły mają wbudowane elektroniczne regulatory temperatury, pozwalające na utrzymywanie jej na stałym poziomie z dokładnością nawet do +/- 0,1°C, a bardziej rozbudowane sterowanie pozwala na programowanie zmian temperatury w ciągu doby i regulację kilku grzejników tworzących tzw. strefę pobytową.

Grzejniki przekazujące ciepło na drodze promieniowania to najczęściej grzejniki dekoracyjne, np. w postaci płyt kamiennych z wbudowanym elementem grzejnym. Duża powierzchnia przekazywania ciepła pozwala na utrzymanie stosunkowo niskiej temperatury, upodabniając ich działanie do elektrycznego ogrzewania płaszczyznowego.

Grzejniki akumulacyjne, nazywane też piecami akumulacyjnymi, to przede wszystkim urządzenia z tzw. dynamicznym rozładowaniem, co pozwala na dostosowywanie się mocy grzewczej do aktualnego zapotrzebowania na energię cieplną.

Grzejniki akumulacyjne dostosowują moc grzewczą do aktualnego zapotrzebowania na ciepło.
Grzejniki akumulacyjne dostosowują moc grzewczą do aktualnego zapotrzebowania na ciepło. Fot. Stiebel Eltron.

Ciepło w czasie pracy grzałek magazynowane jest w bloku akumulacyjnym z magnezytu, którego temperatura pod koniec ładowania osiąga poziom kilkuset °C.

Przed bezpośrednim oddawaniem ciepła chroni jednak dobra izolacja termiczna, a powierzchnia grzejnika nie nagrzewa się powyżej 60°C. Wbudowany w grzejnik wentylator i system przysłon reguluje temperaturę i strumień powietrza nawiewanego do pomieszczenia zależnie od sygnału z termostatu. Grzejnik może współpracować z termostatem pogodowym regulującym stopień naładowania grzejnika zależnie od warunków atmosferycznych.

Cykliczność ładowania i rozładowania energii cieplnej pozwala na sterowanie pracą grzałek w zależności od godzin obowiązywania nocnej taryfy energetycznej, dzięki czemu można znacznie ograniczyć wydatki na ogrzewanie.

Grzejniki akumulacyjne produkowane są o mocach 1-5 kW, w wersjach stojących lub do zawieszenia na ścianie, co pozwala na optymalny ich dobór do wielkości i przeznaczenia pomieszczenia.

Kiedy kocioł elektryczny?

Wykorzystanie kotłów elektrycznych włączonych w układ wodnego ogrzewania grzejnikowego czy nawet płaszczyznowego służy najczęściej jako ogrzewanie awaryjne lub dyżurne, gdy zawiedzie podstawowe źródło ciepła, np. kocioł gazowy czy węglowy.

Jednak może też posłużyć jako źródło zasilania grzewczej instalacji wodnej wyposażonej w zbiornik akumulacyjny. Dzięki temu prąd pobierany będzie tylko w czasie obowiązywania tańszej taryfy, a energia cieplna sukcesywnie przekazywana do pomieszczeń. Takie rozwiązanie można wykorzystać w budynkach, w których największa, potrzebna moc grzewcza nie przekracza 40-50 W/m2.

Decyduje ona również o wymaganej mocy przyłączeniowej, co z reguły ogranicza powierzchnię domu do ok. 150 m2. Współpracujący z kotłem elektrycznym zbiornik akumulacyjny powinien mieć pojemność dostosowaną do wymaganej wydajności systemu ogrzewania z uwzględnieniem temperatury zasilania instalacji, określonej jako zakumulowana energia dyspozycyjna.

Kotły elektryczne wykorzystuje się jako ogrzewanie awaryjne lub dyżurne bądź jako źródło zasilania instalacji wodnej ze zbiornikiem akumulacyjnym.
Kotły elektryczne wykorzystuje się jako ogrzewanie awaryjne lub dyżurne bądź jako źródło zasilania instalacji wodnej ze zbiornikiem akumulacyjnym. Fot. Kospel.

Przykładowo w zbiorniku o pojemności 1 m3 i maksymalnej temperaturze ładowania do 80°C zgromadzimy 35 kWh energii przy zasilaniu instalacji grzewczej wodą o temperaturze 50°C lub ponad 52 kWh przy podłączeniu do instalacji niskotemperaturowej z zasilaniem o temperaturze 35°C. Przyjmując wyliczone wartości nagromadzonej energii, możemy określić, na ogrzanie jak dużej powierzchni to wystarczy.

W pierwszej wersji ogrzejemy w duże mrozy ok. 60-80 m2, a w drugiej już ok. 90-110 m2. Układ zasilania ze zbiornika akumulacyjnego musi być wyposażony w armaturę mieszającą, która dostosowuje temperaturę zasilania do aktualnych potrzeb, a sam zbiornik dobrze izolowany termicznie. Współpracujący z nim kocioł sterowany jest termostatem pogodowym, który dostosowuje „stopień naładowania” zbiornika do warunków atmosferycznych.

Przyjmuje się, że jego moc grzewcza powinna odpowiadać ok. podwójnej wartości mocy zapotrzebowaniu ciepła w instalacji. Oczywiście przez większość sezonu grzewczego układ pracuje na znacznie mniejszej mocy, ale przy braku możliwości dogrzania z innych źródeł przyjmuje się najmniej korzystne warunki jego funkcjonowania.

Elektryczne ogrzewanie podłogowe

System elektrycznego ogrzewania podłogowego zawiera kable lub maty grzewcze oraz termostat regulujący temperaturę podłogi. Najczęściej ten rodzaj ogrzewania instalowany jest jako uzupełniający, np. w łazienkach, uzyskując efekt ciepłej podłogi, niezależnie od funkcjonowania głównego systemu ogrzewania.

Kable mogą być przystosowane do zasilania jedno lub dwustronnego. Podstawowym parametrem kabli grzejnych jest ich moc oddawana przez 1 mb przewodu, która wynosi - zależnie od przeznaczenia - 10-20 W/mb.

Elektryczne ogrzewanie podłogowe najczęściej montuje się w łazienkach.
Elektryczne ogrzewanie podłogowe najczęściej montuje się w łazienkach. Fot. Elektra.

Przy projektowaniu ogrzewania powierzchniową moc grzewczą przyjmujemy wg wskaźnika 100 W/m2, gdy ogrzewanie ma być głównym źródłem ciepła lub 50-60 W/m2 w przypadku uzyskiwania efektu ciepłej podłogi.

W przypadku instalowania ich jako ogrzewania podstawowego najczęściej układane są w warstwie grubego jastrychu akumulacyjnego, ale ze względu na bardzo dużą bezwładność cieplną, nie jest to dobre rozwiązanie dla budynków mieszkalnych.

Jak rozdzielić prąd?

Ograniczniki mocy to aparaty konieczne do zamontowania w przypadku korzystania z urządzeń o łącznej mocy elektrycznej przekraczającej przydzielony jej poziom. Warunki takie wystąpią, np. w przypadku równoczesnego korzystania z ogrzewania elektrycznego, kuchenki i podgrzewacza przepływowego, c.w.u., co spowoduje zadziałanie zabezpieczenia głównego instalacji w wyniku jej przeciążenia i odłączenie zasilania dla całego obiektu.

Uniknięcie takich niespodzianek może zapewnić wydzielenie w instalacji tzw. obwodów priorytetowych, których uruchomienie wyłączy (na czas z ich korzystania) inne „prądożerne”, niepriorytetowe odbiorniki.

Przykładowo, gdy włączymy kuchenkę elektryczną, automatycznie nastąpi wyłączenie przez ogranicznik mocy zasilania ogrzewania, a krótkotrwała przerwa (na czas gotowania) nie pogorszy komfortu temperaturowego pomieszczeń, dzięki dużej bezwładności cieplnej budynku.

Autor: Cezary Jankowski
Zdjęcie otwierające: Kospel
Zdjęcia w tekście: Thermoval, Stiebel Eltron, Kospel, Elektra

Komentarze

FILMY OSTATNIO DODANE