Komplexný sprievodca elektrickým vykurovaním: Od princípov po efektívnu prevádzku

Vykurovanie elektrinou ponúka všestranné riešenia a stáva sa čoraz aktuálnejším. Predstavuje užitočnú a sľubnú alternatívu k známym vykurovacím systémom, najmä ak elektrina pochádza z obnoviteľných zdrojov. Ako pri všetkých riešeniach vykurovania je však kľúčom k hospodárnej prevádzke elektrického vykurovacieho systému dobré plánovanie.

Na rozdiel od bežného vykurovacieho systému, v ktorom vykurovacia voda cirkuluje a prenáša teplo z miestnosti do miestnosti, je vykurovanie elektrinou oveľa jednoduchšie. Často stačí len pripojenie k elektrickej sieti a v závislosti od typu vykurovania aj bežná zásuvka.

Ako funguje elektrické vykurovanie?

Kľúčovú úlohu pri fungovaní elektrického vykurovania zohráva vykurovací odpor. V každom type elektrického vykurovania sa nachádza elektrický vodič, ktorý je napájaný prostredníctvom pripojenia k zdroju energie. Dôležité: elektrická energia je potrebná pre každý vykurovací systém. Rôzne verzie a modely elektrických ohrievačov sa líšia spôsobom vyžarovania tepla do miestnosti. Teplo sa vyžaruje vo forme sálania alebo konvekcie.

Sálavé teplo verzus konvekcia

Systémy plošného vykurovania, ako sú nástenné alebo podlahové vykurovacie systémy Viessmann, zvyčajne pracujú na princípe sálania. Vyžarujú teplo rovnakým spôsobom ako slnko. To znamená, že tepelná energia sa pohybuje v miestnosti bez použitia prenosového média a prevažne ohrieva všetky predmety v tejto miestnosti. Takto sa zohrieva aj ľudská pokožka. Väčšina ľudí považuje sálavé teplo za mimoriadne príjemné a príjemné. Naproti tomu konvekcia, podobne ako pri rýchlovarnom ohrievači, vyžaduje prenosové médium - vzduch. Vykurovacie teleso v miestnosti predimenzujete a opatríte ho vhodným termostatom, tak Vám neodoberie viacej elektrickej energie (kWh) ako správne dimenzované vykurovacie teleso a jeho výhodou bude ďaleko dynamickejšia prevádzka. Nevýhodou však budú vyššie zriaďovacie náklady a možno aj vyššia hodnota hlavného ističa rovnajúca sa vyššej čiastke za stály plat.

Typy elektrických vykurovacích systémov

Pri vykurovaní elektrickou energiou je možné rozlišovať medzi priamym a časovo oneskoreným vykurovaním miestností.

• Priame elektrické ohrievače: Príkladom priamych elektrických ohrievačov sú rýchle ohrievače Viessmann, infračervené ohrievače, sálavé ohrievače a nástenné konvektory. Tieto ohrievače sa zapínajú a vytvárajú teplo okamžite. Priame ohrievače môžu pracovať konvekciou alebo sálaním.
• Elektrické akumulačné vykurovacie telesá: Naopak, vyhrievajú miestnosť s časovým oneskorením, aj keď už nie sú pripojené k zdroju energie. Sú vybavené akumulačným médiom, napríklad prírodným kameňom. Zvyčajne majú aj ventilátor na vykurovanie konvekciou.
• Elektrické kúpeľňové radiátory: Do kategórie elektrických vykurovacích telies patria aj elektrické kúpeľňové radiátory. Tie sú užitočné najmä vtedy, ak je ústredné vykurovanie v lete vypnuté, ale v kúpeľni je potrebné zvýšiť teplotu. Môže to byť najmä ráno alebo počas chladnejších letných dní. Klasické kúpeľňové radiátory Viessmann môžu byť vybavené aj prídavnou vykurovacou patrónou, ktorá sa na vykurovaciu sezónu pripája na systém ústredného vykurovania.
• Vykurovacie patróny alebo tyče: Môžu zabezpečiť aj zálohu v tepelných zásobníkoch, čím sa predíde potrebe prestavovať celý systém.
• Tepelné čerpadlá: Okrem uvedených elektrických ohrievačov existuje ešte jeden spôsob vykurovania pomocou elektriny - pomocou tepelného čerpadla.

Okrem vykurovania priestorov sa elektrina môže používať aj na ohrev vody. Elektrické ohrievače vody sú k dispozícii na rôzne účely, napríklad na decentralizované zásobovanie teplou vodou.

Výber a plánovanie elektrického vykurovacieho systému

Nájsť elektrický vykurovací systém, ktorý vám najviac vyhovuje, nie je jednoduchá úloha. Napríklad rýchly ohrievač nemusí byť vždy najlepším elektrickým ohrievačom, ak sa používa v miestnosti, kde je potrebné teplo na dlhší čas. V tomto prípade môže byť lepšou voľbou infračervený ohrievač, pretože zohrieva hlavne okolité predmety a steny, ktoré potom zase vyžarujú teplo dlhší čas. Pri hľadaní rýchleho a lacného riešenia pre zriedkavo používanú toaletu pre hostí však vstupujú do hry rôzne požiadavky. Rovnako ako pri bežnom vykurovacom systéme je pred kúpou elektrického vykurovacieho systému potrebné dobré plánovanie.

Výpočet tepelných strát

Pre správny návrh je potrebné objednať v projekčnej kancelárií, najlepšie v tej kde ste si dali vypracovať projektovú dokumentáciu, výpočet tepelných strát budovy podľa platnej normy. Alebo si tento výpočet môžete urobiť sami v zjednodušenej verzii na internetovej stránke www.tzb-info.cz. Tepelná strata sa rovná súčtu tepelných tokov prestupom jednotlivými stenami (vrátane podlahy a stropu) ohraničujúcimi vykurovanú miestnosť a z tepelnej straty infiltráciou (netesnosťou okien, dverí apod.). Pre presnejší výpočet je potrebné zohľadniť aj ďalšie „prirážky, súčinitele apod.“ Tento zoznam nie je v žiadnom prípade vyčerpávajúci. Preto pred kúpou elektrického vykurovacieho systému Viessmann vyhľadajte rozsiahle poradenstvo.

Hospodárnosť a prevádzkové náklady elektrického vykurovania

Je možné vykurovať domácnosť úsporne pomocou elektriny? Na túto otázku neexistuje všeobecná odpoveď, pretože v konečnom dôsledku veľmi závisí od toho, ako a kde sa elektrické vykurovanie používa. Ak sa napríklad používa ako prechodné vykurovanie v zriedkavo využívanej miestnosti, je určite lacnejšie ako vykurovanie tej istej miestnosti existujúcim vykurovacím systémom. Úsporne sa dá použiť aj vo veľmi dobre izolovanom dome s nízkou potrebou tepla.

Napriek tomu sa vynára otázka, či vykurovanie elektrinou nestojí príliš veľa. Tu treba zohľadniť prevádzkové aj obstarávacie náklady. Tie sú zvyčajne nízke. Investičný prah je nízky, najmä v prípade malých elektrických ohrievačov. Rozhodujúcim faktorom v otázke nákladov je prevádzka a s ňou spojená spotreba energie. Náklady na elektrickú energiu sú totiž oveľa vyššie ako náklady, ktoré vznikajú pri tradičnejších zdrojoch energie. Vo všeobecnosti platí, že cena zemného plynu je približne 2,5 až 3x nižšia ako cena elektrickej energie. Celkové ročné náklady na vykurovanie tak závisí na spotrebe el. energie a zvolenej sadzbe za túto energiu.

Výpočet spotreby elektrickej energie

Spotrebu elektrického ohrievača možno rýchlo určiť z jeho menovitého výkonu. Napríklad spotrebič s menovitým výkonom 1000 wattov spotrebuje 1 kilowatt za hodinu. Ak je výkon 2000 wattov, spotreba je zodpovedajúco 2 kilowatty za hodinu. Na výpočet nákladov na elektrickú energiu v eurách musíme poznať náklady na kilowatthodinu (kWh), ako aj menovitý výkon a čas prevádzky. Táto tvorí významnú časť účtu za energiu.

Príklad výpočtu: Infračervený ohrievač s menovitým výkonom 2000 wattov (čo zodpovedá 2 kWh) je v prevádzke 3 hodiny denne. Nakúpená elektrická energia stojí 25 centov za kilowatthodinu.

Výpočet: 2 kWh/hod * 3 hodiny/deň * 0,25 €/kWh = 1,50 €/deň

Účinnosť a tarify

Všetky elektrické ohrievače Viessmann premieňajú takmer 100 % elektrickej energie na tepelnú energiu. Vysoká účinnosť síce zabezpečuje nízke náklady na vykurovanie, ale o tom, či sa dosiahnu skutočné úspory, rozhoduje spôsob používania jednotlivých spotrebičov.

Pre elektrické vykurovanie existujú zvláštne tarify, ktoré umožňujú používať lacnú energiu, v tzv. nízkom tarife aj pre ostatnú spotrebu domácnosti. Tento fakt je, vzhľadom k rastúcemu vybaveniu domácnosti elektrickými spotrebičmi, dôležitý. El. vykurovanie je možné prevádzkovať v tzv. priamo výhrevnom režime alebo akumulačnom.

• Priamo výhrevný režim: Odberateľ má 20 hodín možnosť vykurovať za nízku tarifu a len 4 hodiny je prevádzka vo vysokej tarife. Nízku tarifu je možné využívať aj pre ostatné spotrebiče v objekte.
• Akumulačný režim: Vykurované médium (voda, betón, tehly) sa „nabíja“ maximálne 8 hodín v nízkom tarife a 16 hodín sa využíva táto naakumulovaná energia k vlastnému vykurovaniu objektu. Počas týchto 16 hodín je realizovaný odber elektrickej energie.

Elektrické vykurovanie je najdokonalejší regulovateľný vykurovací systém s najmenšou mernou spotrebou energie. Zriaďovacie hodnoty elektrických vykurovacích systémov sú pritom významne nižšie (v desiatkach percent) ako pri iných systémoch. Užívateľa by nemali zaujímať len prevádzkové náklady (aj keď sú určite dôležité), ale tzv. celkové náklady na energie a to ešte v súčte s tzv. amortizáciou, teda s časťou zriaďovacej hodnoty. Elektrické vykurovanie je v tomto pohľade plne porovnateľné s vykurovaním plynovým (viď rubrika referencie a novinky).

Ekologické aspekty a budúcnosť elektrického vykurovania

Počul som, že využitie elektrickej energie pre vykurovanie je neekologické a vo vyspelých krajinách sa od neho ustupuje. O tom či je elektrické vykurovanie ekologické rozhoduje predovšetkým spôsob výroby elektrickej energie. Všeobecne platí, že v krajinách s prevažujúcou výrobou elektrickej energie z pevných palív a zemného plynu je elektrické vykurovanie len doplnkom v rozsahu cca. Slovenská republika v súčasnej dobe získava výrazný podiel energie z jadrových elektrární a je tu teda predpoklad k zaradeniu sa skôr do druhej skupiny menovaných krajín. V posledných štyroch rokoch je, vzhľadom k liberalizácií trhu s elektrinou, citeľný trend k posilňovaniu významu elektrického vykurovania aj v ďalších krajinách.

Budúci dlhodobý vývoj cien energií je možné len veľmi ťažko predpovedať, skutočnosťou však zostáva, že zemný plyn je neobnoviteľným zdrojom, ktorého ťažba bude ekonomicky stále náročnejšia.

Európske trendy a veľkoplošné vykurovanie

Európsky trend sa uberá smerom k tzv. veľkoplošných vykurovacích systémov, ktorých použitím je zaistený najvyšší možný komfort. Tieto systémy (podlahové alebo stropné) totiž ohrievajú veľké teplo zmenné plochy na teploty len o málo vyššie ako je teplota prostredia. Ku zmene tepla dochádza čiastočne sálaním aj mikrokonvekciou, mikrokonvekcia prebieha na celej ploche. Výrazným rozdielom oproti tzv. radiátorovému vykurovaniu je, že minimalizujú pohyb vzduchu v miestnosti a s tým spojené vírenie prachu.

Riešenie obáv: Odpájanie a výpadky

Priatelia ma odhovárajú od zriadenia elektrického vykurovania vysokými tzv. stálymi platbami tarify pre vykurovanie. Tzv. V súčasnej dobe existujú zariadenia umožňujúce výrazné zníženie hodnoty hlavného ističa. Tieto zariadenia rozkladajú spotrebu domácnosti do dlhšieho časového pásma a zamedzujú špičkám v odberoch. Mám záujem o zakúpenie elektrického vykurovania, priatelia ma však upozorňujú na problémy vznikajúce pri odpájaní vykurovania v dobe tzv. vysokej tarify a nefunkčnosť vykurovania v prípadoch výpadku el. energie.

V súčasnej dobe je stanovená podmienka vypínania vykurovania vo vysokej tarife tak, že kúrenie môže byť v tzv. priamo výhrevnom režime vypnuté max. 2 hod. dopoludnia a 2 hod. popoludní, pričom maximálna doba súvislého vypnutia je 1 hodina. Behom uvedenej doby by nemalo dôjsť k zníženiu teploty v miestnostiach viac ako o 1°C. Výnimkou môžu byť zle tepelne izolované stavby, tu sa odporúča v dennej miestnosti inštalácia statických akumulačných pecí WMX z našej ponuky.

V prípade výpadku elektrickej energie dochádza k odstaveniu prakticky všetkých moderných spôsobov vykurovania, nakoľko elektronické zariadenia upravujúce činnosť kotla sú odstavené z prevádzky. Preto tu nie je v tomto prípade žiadny rozdiel medzi elektrickým vykurovaním a napr. plynovým kotlom.

Optimalizácia vykurovacieho systému v starších budovách

Výmena vykurovacieho systému v staršej budove má vo väčšine prípadov zmysel. Existujú však aj iné opatrenia, ktoré môžete prijať nezávisle od vykurovacieho systému. Pomôže to vášmu domácemu rozpočtu a životnému prostrediu.

• Údržba vykurovacieho systému: Pravidelná údržba vykurovacieho systému zabezpečí, aby bol celý systém v starej budove optimálne nastavený a správne fungoval. Len tak môže fungovať spoľahlivo a efektívne.
• Izolácia potrubia vykurovacieho systému: Prechádzajú vykurovacie potrubia vášho vykurovacieho systému cez nevykurované priestory, napríklad cez pivnicu? Potom by ste mali tieto potrubia izolovať. Ak teplé potrubia vedú cez studené priestory, dochádza k značným tepelným stratám.
• Výmena obehového čerpadla: Výmena obehového čerpadla síce neušetrí plyn alebo iné palivo, ale ušetrí elektrickú energiu. Čerpadlo dopravuje vykurovaciu vodu zo zdroja tepla do radiátorov. Moderné čerpadlá pracujú podstatne efektívnejšie ako staršie modely. V dôsledku toho sa to odráža vo vašich účtoch za elektrinu.
• Hydraulické vyváženie systému: Hydraulické vyváženie sa odporúča vykonať najmä vtedy, ak ste modernizovali alebo upravili svoj vykurovací systém. Odborník nastaví váš vykurovací systém tak, aby produkoval len toľko tepla, koľko potrebujete. Okrem toho sa tým optimalizuje rovnomerné rozloženie tepla v starej budove.

Správne spôsoby vykurovania pre úsporu energie

Aj pri vykurovaní starých budov existuje niekoľko trikov, ktoré znižujú spotrebu energie.

• Udržujte konštantné teploty: Vo väčšine prípadov sa termostat na radiátoroch otáča dopredu alebo dozadu v závislosti od toho, ako je v miestnosti teplo. Táto neustála zmena teploty však stojí zbytočne veľa energie. Táto teplota sa môže meniť aj v závislosti od využitia jednotlivých miestností. Napríklad v spálni nemusí byť také teplo ako v obývačke.

Odporúčané teploty pre rôzne miestnosti

• Nezabudnite vetrať: Vetraním sa miestnosť spočiatku ochladzuje, takže vykurovacie teleso musí zvýšiť svoju činnosť. Čerstvý vzduch sa však zohrieva lepšie ako vydýchaný vzduch. V skutočnosti sa suchý vonkajší vzduch zohrieva rýchlejšie ako vlhký vzduch v interiéri. Nenechávajte však okná stále otvorené, aj keď len minimálne. Namiesto toho zabezpečte účinné nárazové vetranie.
• Zníženie teploty v miestnosti: Znie to triviálne, ale vzhľadom na veľký účinok by sa na to nemalo zabúdať: ak znížite teplotu v miestnosti o 1 °C, ušetríte približne 6 % energie na vykurovanie.

Dekarbonizácia a energetická efektívnosť na Slovensku

Na Slovensku je nevyhnutné vzhľadom na ekonomickú silu štátu a kúpnu silu spotrebiteľov zvoliť dekarbonizáciu podľa princípu hodnota za peniaze (VFM - z anglického value for money). Kľúčovým cieľom má byť znižovanie emisií skleníkových plynov - ostatné záväzky (podiely OZE, energetická efektívnosť, energetická hospodárnosť budov) majú byť pomocné. Hospodárstvo SR je energeticky veľmi náročné (v roku 2022 bolo 7. domácnosti) z celkových ročných emisií skleníkových plynov v Slovenskej republike.

Podpora modernizácie vykurovania

Podpora výmen starších plynových kotlov za moderné kondenzačné je jediné rýchlo implementovateľné systémové riešenie vysokých cien energií, s instantnou úsporou nákladov na energie (a emisií) na úrovni 15% - 23% per domácnosť. V SR je stále cca 400 tis. domácností. Iniciatíva Môjnovýkotol.sk je kľúčovou súčasťou našej stratégie na podporu energetickej efektívnosti a udržateľnosti pre oblasť „Scope 3“ emisií skleníkových plynov. Projekt sa zameriava na výmenu starých plynových kotlov za nové a predstavuje podporu domácností pri prechode na moderné plynové kondenzačné kotly, ktoré prinášajú významné výhody v oblasti úspor nákladov a ochrany životného prostredia.

Spolu s partnerskými výrobcami kotlov ponúkame zľavu až do výšky 600 € na nákup nového nízkoemisného plynového kondenzačného kotla. Záujemcovia si môžu vybrať z piatich renomovaných výrobcov vykurovacej techniky. „V súvislosti s aktuálnou energetickou krízou by sme radi pomohli odberateľom plynu pri výmene ich starého kotla za moderný kondenzačný. Moderné plynové kondenzačné kotly ponúkajú priemerným domácnostiam úsporu približne 30 € mesačne na nákladoch za plyn, čo predstavuje úsporu v rozmedzí 15 až 23% v porovnaní s tradičnými atmosférickými kotlami. Tieto kotly sú navyše vybavené technológiou H2 Ready, ktorá zabezpečuje pripravenosť na budúce používanie vodíka, čo predstavuje dôležitý krok k udržateľnej budúcnosti vykurovania a dekarbonizácie. Okrem toho, moderné kotly umožňujú flexibilnú moduláciu tepelného výkonu, čo znamená, že zatepľovanie domu môžete realizovať neskôr bez negatívneho dopadu na výkonnosť kotla. Viac informácií o projekte Môj nový kotol a možnosti získania finančnej podpory nájdete na stránke akcie.

Kombinovaná výroba tepla a elektriny (kogenerácia)

Hlavným dôvodom použitia kogeneračných jednotiek, teda zariadení na kombinovanú výrobu tepla a elektrickej energie, je vyššia účinnosť premeny energie z paliva na inú formu energie, konkrétne na teplo a elektrinu. Tento kombinovaný spôsob výroby energie šetrí až 40% primárnej energie v porovnaní so samostatnou výrobou tepla a elektriny. Hovoríme o vysokoúčinnej kombinovanej výrobe elektriny a tepla (VÚ KVET) a z hľadiska emisií skleníkových plynov radíme podporu VÚ KVET pod aktivity pre manažment Scop 3 emisií. Priama úspora primárneho paliva vedie k zníženiu emisií vznikajúcich pri spaľovaní. Moderné technológie na odstraňovanie škodlivín zo spalín udržujú emisie NOx, CO, CO2 a SO2 na veľmi nízkej úrovni. To sa dosahuje použitím sériovo zapojeného trojcestného katalyzátora s Lambda sondou v spaľovacích motoroch.

Účinnosť výroby elektrickej energie v kogeneračných jednotkách, podľa výkonu, sa pohybuje v intervale 30% - 45%. Moderné paroplynové cykly dosahujú účinnosť okolo 60%. Celý systém výroby elektrickej energie v plynových motoroch je založený na princípe premeny tepelnej energie na mechanickú prácu a následne prostredníctvom generátora na elektrickú energiu. Palivo sa privedie do spaľovacieho motora, kde dôjde k jej premene na tepelnú energiu a jej časť (približne 30% - 40%) sa premení na mechanickú energiu. Generátor (synchrónny, alebo asynchrónny) vygeneruje elektrickú energiu, ktorá sa prostredníctvom transformátora ďalej využije priamo na mieste, alebo sa predá do rozvodnej elektrickej siete. Zvyšná využiteľná časť tepelnej energie (50% - 60%) sa za pomoci sústavy výmenníkov využije na ohrev vody, resp. iného technologicky vhodného média. Ponúka sa aj bezplatné vypracovanie predbežnej štúdie vhodnosti nasadenia technológie kogeneračných jednotky do systémov CZT.

Voľba vhodného vykurovacieho systému v budove ovplyvní jednak tepelnú pohodu a komfort v samotnej budove, ako aj celkové finančné náklady, ktoré musí investor vynaložiť na inštaláciu a prevádzku vykurovacieho systému. Pri rozhodovaní o zmene vykurovacieho systému, jeho úpravách alebo voľbe nového vykurovacieho systému je preto dôležité pristupovať komplexne a zohľadniť konkrétne špecifiká budovy. V zásade je potrebné postupovať podľa princípu „Hodnota za peniaze“, či peniaze daňovníkov budú skutočne vynaložené najlepšie ako je možné pre dosiahnutie stanoveného cieľa.

tags: #vykurovanie #elektrinu #porada