Ogrzewanie elektryczne od A do Z. Poradnik
Ogrzewanie elektryczne może mieć wiele postaci: grzejniki elektryczne, elektryczne ogrzewanie podłogowe, czy piec akumulacyjny. Ma również sporo zalet - bardzo prostą instalację, brak spalin i ryzyka wybuchu oraz niewysoką cenę samych urządzeń. Oto przegląd dostępnych typów i zastosowań urządzeń grzewczych ogrzewania elektrycznego.
Ogrzewanie elektryczne bywa wybierane wtedy, gdy do domu nie można doprowadzić gazu ziemnego z sieci miejskiej. Jest także stosowane jako system uzupełniający w domach ogrzewanych kominkami i kotłami na paliwa stałe. Ogrzewanie elektryczne stało się też popularne wśród osób, które postanowiły zainwestować w fotowoltaikę.
Ogrzewanie elektryczne ma tę zaletę, że jest niezależne od innych systemów grzewczych. Dlatego można też zamontować je jako uzupełniające, np. w łazience lub holu, nie rezygnując z kotła gazowego lub na paliwo stałe, który już mamy. Taką opcję warto rozważyć w domu już zamieszkanym, w którym jest już kocioł i centralny system grzewczy, a myślimy o zamontowaniu instalacji fotowoltaicznej i chcemy z niej maksymalnie korzystać. Całkowite przerobienie instalacji grzewczej może się wtedy okazać kosztowne i nieopłacalne. Ale za to możemy podnieść komfort użytkowania (a jednocześnie korzystać z darmowej energii z fotowoltaiki), montując elektryczne ogrzewanie podłogowe w łazience czy przedpokoju, w których zwykle podłoga wyłożona jest okładziną ceramiczną lub kamienną. Przyjemnie ciepłą podłogę możemy wówczas mieć nawet poza sezonem grzewczym, gdy źródło ciepła nie działa. Można też zamontować grzałkę elektryczną w grzejniku wodnym w łazience – również można go uruchomić poza sezonem grzewczym.
Ogrzewanie elektryczne domu: sposób na szybkie ogrzanie pomieszczeń
Ogrzewanie elektryczne można wyłączać na dłuższy czas bez ryzyka zamarznięcia instalacji, co może mieć miejsce w przypadku wodnej instalacji centralnego ogrzewania. Dlatego ogrzewanie elektryczne znakomicie nadaje się do domów rekreacyjnych i innych budynków użytkowanych okresowo, w których ciepło nie jest potrzebne przez cały czas, za to pożądana jest możliwość szybkiego ogrzania wychłodzonych pomieszczeń, co zapewniają niektóre rodzaje grzejników elektrycznych.
Grzejniki elektryczne rozgrzewają się szybciej niż wodna instalacja c.o. Elementy oporowe osiągają wysoką temperaturę w kilka sekund po włączeniu zasilania. Oczywiście na ogrzanie całego wnętrza trzeba poczekać trochę dłużej. Najszybciej odczuwane jest ciepło z promienników. Osiągają one bardzo wysoką temperaturę parę chwil po uruchomieniu. Ponieważ oddają ciepło przez promieniowanie, człowiek znajdujący się w ich zasięgu od razu je odczuwa, mimo że powietrze we wnętrzu nadal jest zimne. Można więc z nich korzystać w taki sposób, że uruchamia się je tylko wtedy, gdy ktoś przebywa w ich zasięgu.
Stosunkowo szybko ogrzewają wnętrza także konwektory z wymuszonym obiegiem powietrza i działające w podobny sposób, lecz mniejsze termowentylatory. Praca wentylatorów znajdujących się wewnątrz takich urządzeń sprawia, że w stosunkowo krótkim czasie duża ilość powietrza z pomieszczenia ma kontakt z elementami grzejnymi. Intensywny ruch powietrza wymuszony pracą wentylatora sprzyja szybkiemu rozprowadzaniu ciepła, dlatego już po kilku minutach robi się ciepło w całym wnętrzu. Urządzenia działające na zasadzie swobodnej konwekcji, czyli konwektory z naturalnym obiegiem powietrza i grzejniki olejowe, ogrzewają wnętrza wolniej, bowiem ruch powietrza wokół elementów grzejnych jest zdecydowanie wolniejszy i wymieszanie ogrzanego powietrza z zimnym trwa dłużej. Zaletą takich urządzeń jest natomiast bezszelestna praca, podczas gdy wentylator powoduje mniej lub bardziej słyszalny szum.
Ogrzewanie elektryczne podłogowe działa zdecydowanie wolniej. Wynika to przede wszystkim ze stosunkowo niewysokiej temperatury powierzchni grzejnej – poniżej 30°C. Również długo zimne pomieszczenia ogrzewają urządzenia akumulacyjne. Zanim zaczną ogrzewać wnętrze, najpierw musi się rozgrzać ich blok akumulacyjny. Za to potem długo oddają ciepło mimo braku ich zasilania, co pozwala korzystać z energii elektrycznej dostępnej w tańszej taryfie (poza godzinami szczytu energetycznego).
Elektryczne ogrzewanie podłogowe
Ze względu na komfort cieplny najkorzystniejsze jest usytuowanie źródła ciepła jak najniżej, w pobliżu naszych nóg. Do tego jest ważne, żeby temperatura powierzchni grzejnej nie różniła się zanadto od temperatury w pomieszczeniu. Te warunki w największym stopniu spełnia elektryczne ogrzewanie podłogowe, które oddaje ciepło w postaci promieniowania, podobnie jak panele podczerwieni, ale przy jeszcze niższej temperaturze (temperatura podgrzewanej podłogi nie przekracza 28°C). Do wykonania zasadniczego ogrzewania pomieszczeń najczęściej używa się kabla układanego pod wylewką. Składa się on z przewodu grzejnego zakończonego krótkim przewodem zasilającym (tak zwanym zimnym). Przewód grzejny to druty oporowe w izolacji, ekranowane folią aluminiową oraz oplotem z ocynkowanych drutów miedzianych, umieszczone w powłoce z elastycznego tworzywa sztucznego. Mata to przewód grzejny zamocowany w układzie meandrowym do cienkiej siatki o szerokości najczęściej 0,5 m. Sam przewód jest wtedy dwukrotnie cieńszy (2-2,5 mm) niż oferowany luzem (4-5 mm). Maty grzejne umieszcza się w warstwie zaprawy klejowej do płytek lub wyrównującej pod parkiet. Do układania na sucho bezpośrednio pod panelami podłogowymi i deskami są przeznaczone maty z dodatkowym płaszczem aluminiowym równomiernie rozprowadzającym ciepło z przewodu.
Przeczytaj też: Folia grzewcza i panele fotowoltaiczne: ogrzewanie domu za darmo!
Wygodna do wykonania nie tylko elektrycznego ogrzewania podłogowego, ale także ściennego i sufitowego, jest bardzo cienka folia grzejna. Produkuje się ją, nanosząc techniką drukarską na folię PET grafit przewodzący prąd i emitujący ciepło, pastę aluminiową zabezpieczającą przed iskrzeniem oraz taśmę miedzianą doprowadzającą energię. Całość zostaje zakryta folią do laminacji. Dzięki grubości jedynie 0,3 mm folia grzejna nie ma wpływu na poziom posadzki. Układa się ją na przygotowanym wcześniej wyschniętym podkładzie podłogowym – bezpośrednio pod panelami podłogowymi, deskami lub płytami gipsowo-włóknowymi. Tak zwane maty modułowe to produkt łączący cechy opisanych wcześniej mat i folii. Elementy grzejne mają układ taki jak naniesione na folię, ale w tym wypadku są przymocowane do siatki i można je umieścić w warstwie zaprawy klejowej do płytek. Siatka jest zabezpieczona od spodu elastycznym materiałem izolacyjnym ograniczającym emisję ciepła w dół.Całkowita grubość maty grzejnej wynosi 4 mm. Wspólną cechą mat modułowych i folii jest równoległe zasilanie grafitowych elementów grzejnych, dzięki czemu uszkodzenie jednego z nich powoduje brak ogrzewania jedynie na niewielkiej powierzchni – reszta elementów może nadal działać. Taka konstrukcja umożliwia też łatwe tworzenie arkuszy o różnych rozmiarach, dlatego maty modułowe są oferowane w postaci przygotowanego na wymiar systemu składającego się z wielu odcinków mat, które po ułożeniu łączy się ze sobą przewodami i zasila z jednego przyłącza.
Sterowanie ogrzewaniem elektrycznym
Zaletą ogrzewania elektrycznego jest stosunkowo proste sterowanie nim. Nie są do tego potrzebne kosztowne urządzenia mechaniczne – siłowniki i zawory. Konwektory, promienniki, grzejniki olejowe, ogrzewanie podłogowe wyposażone są w termostat pozwalający utrzymać w pomieszczeniu zadaną temperaturę przez włączanie i wyłączanie zasilania grzejników. Dodatkową funkcją układu automatycznej regulacji może być okresowe obniżanie temperatury w zaprogramowanym czasie.
Zastosowanie sterownika czasowego umożliwia znaczne zmniejszenie zużycia energii potrzebnej do ogrzewania domu. Trudniejsze jest sterowanie ogrzewaniem akumulacyjnym, które pobiera prąd z sieci elektrycznej w czasie, gdy obowiązuje tańsza taryfa (nocą i w określonych godzinach w ciągu dnia), a ogrzewa pomieszczenie jeszcze długo po wyłączeniu zasilania. Możliwość skutecznej regulacji temperatury we wnętrzu dają ogrzewacze akumulacyjne z dynamicznym rozładowaniem. Zmieniając prędkość obrotową wentylatora można regulować tempo przekazywania ciepła do pomieszczenia. Obudowa takiego ogrzewacza jest zaizolowana termicznie, dlatego po wyłączeniu wentylatora ciepło z wnętrza urządzenia prawie się nie wydostaje.
Moc elektrycznych urządzeń grzewczych
Moc urządzeń elektrycznych odpowiada zapotrzebowaniu na ciepło w jednym pomieszczeniu. Wynosi ono od 20 do 40 W/m3 kubatury pomieszczenia. Dokładne wartości, obliczone przez projektanta, powinny się znaleźć w projekcie domu. Moc grzewcza konwektorów, promienników i grzejników olejowych nie przekracza 2000-6000 W, zależnie od typu. Dlatego w dużych pomieszczeniach może być konieczne zainstalowanie więcej niż jednego grzejnika. Piece akumulacyjne mają większą moc (do 9000 W), gdyż ze względu na sposób działania (ładowanie i rozładowywanie bloku akumulacyjnego) muszą mieć moc prawie dwuipółkrotnie większą od zapotrzebowania na ciepło w danym pomieszczeniu.
Przeczytaj też: Ile kosztuje instalacja c.o. z grzejnikami, ogrzewaniem podłogowym i elektrycznymi panelami grzewczymi
Elektryczne ogrzewanie podłogowe wykonuje się ze specjalnego kabla grzewczego, którego moc można dobrać do wszystkich pomieszczeń spełniających obecne wymagania ochrony cieplnej budynków. Aby czas rozgrzewania podłogi nie był bardzo długi, moc kabli grzewczych powinna być o 30% większa od obliczonego zapotrzebowania na ciepło w pomieszczeniu, a jeśli ogrzewanie ma mieć właściwości akumulacyjne (uzyskuje się je dzięki umieszczeniu kabli w odpowiednio grubej warstwie betonowej wylewki - około 7 cm), powinna być nawet dwa razy większa.
Elektryczne ogrzewanie miejscowe i płaszczyznowe
Grzejniki konwektorowe. W dolnej części obudowy znajduje się grzałka elektryczna, wokół której przepływa powietrze zasysane z pomieszczenia i po ogrzaniu jest z powrotem tam kierowane. Przepływ powietrza może być naturalny albo wymuszony przez wentylator. Grzejniki konwektorowe są stosunkowo lekkie, można je powiesić na ścianie pod oknem, podobnie jak grzejniki c.o.
Promienniki podczerwieni (Infrared). Wykorzystują zjawisko promieniowania podczerwonego, a dokładnie znajdujące się w nich nanorurki węglowe emitują ciepło, które nagrzewa znajdujące się w zasięgu promienników przedmioty i powierzchnie, takie jak podłoga, ściany, sufit. Dopiero od nich nagrzewa się powietrze. Ten sposób oddawania ciepła sprawia, że szybko odczuwa się wzrost temperatury w pomieszczeniu. Promienniki podczerwieni oferowane są jako panele przystosowane do powieszenia na ścianie lub suficie. Mogą być również szklane lub malowane niczym obraz.
Ogrzewanie płaszczyznowe. Może mieć postać kabli grzejnych (pojedyncze przewody z drutu oporowego w powłoce ochronnej, które można układać gęściej lub rzadziej w zależności od potrzeb), albo łatwiejszych w montażu mat i folii. Maty grzewcze mają postać elastycznych siatek z włókna szklanego zwykle o szer. ok. 50 cm i gr. ok. 2 mm, na których na stałe zamocowany jest przewód grzejny. Folie są bardzo cienkie – mniej więcej 0,3 mm grubości – i mają inną budowę niż maty – nadrukowany na folię PET przewodzący prąd grafit jest połączony z drutem miedzianym, doprowadzającym energię i zabezpieczony przed iskrzeniem pastą srebrną. Emitują ciepło całą swoją powierzchnią. Kable i maty grzejne zwykle montuje się w warstwach podłogi pod posadzką, folie są bardziej wszechstronne – umieszcza się je też w ścianach, suficie i na skosach poddasza.
Piece akumulacyjne. Zwykle są to wolno stojące urządzenia o mocy od 1 do kilku kW. W ich obudowie znajdują są grzałki elektryczne, które nagrzewają przepływające przez piec powietrze. Wbudowane w piec elementy akumulujące ciepło umożliwiają magazynowanie energii i powolne jej oddawanie przez wiele godzin w ciągu doby, równieżwtedy, gdy zasilanie jest wyłączone.
