Vykurovanie rodinného domu elektrickou energiou s akumulačnou nádržou: Kompletný sprievodca

Takmer žiadny vykurovací systém dnes nie je taký sporný ako vykurovanie elektrickým prúdom. Pokým zástancovia ho chvália kvôli výhodným zaobstarávacím nákladom a efektívnej prevádzke, odporcovia argumentujú vysokými prevádzkovými nákladmi a spotrebou fosílnych energií. Pravda je asi niekde uprostred, pretože elektrické vykurovanie má svoje výhody aj nevýhody. Aby ste lepšie využili jeho potenciál a zároveň znížili prevádzkové náklady, je možné do vykurovacieho systému pripojiť akumulačnú nádrž.

S akumulačnou nádržou môžete efektívnejšie hospodáriť s tepelnou energiou a optimalizovať vaše vykurovanie.

Čo je akumulačná nádrž a ako funguje?

Akumulačná nádrž je zásobník tepla, ktorý uchováva prebytočnú energiu z vášho kotla, tepelného čerpadla alebo solárneho systému. Vo vykurovacom systéme funguje ako zásobník, v ktorom sa ukladá vytvorená tepelná energia na neskoršie použitie. Keď je zdroj tepla v prevádzke, energia sa ukladá do nádrže a využíva sa vo chvíľach, keď zdroj nepracuje. Využívanie prebytočnej teplej vody pomáha znížiť náklady na kúrenie. Akumulácia prebytočného tepla vám zaistí, že vykurovanie domu prebieha bez prerušenia, aj keď práve nemáte aktívny zdroj tepla.

Ohriata voda, ktorá v danej chvíli nie je potrebná, tak nie je nevyužitá. Váš kotol alebo tepelné čerpadlo nebude musieť neustále zapínať, čo znamená nižšiu spotrebu a dlhšiu životnosť zariadenia. Voda, ktorá sa ohriala pri prevádzke kotla na pevné palivo, vydrží pri správne vybranej veľkosti akumulačnej nádoby teplá mnoho hodín (obvykle 24 hodín). Aj keď v kotli nie je dostatok paliva, teplá voda z akumulačnej nádoby zaistí funkčné vykurovanie.

Konštrukcia a typy akumulačných nádrží

Akumulačné nádrže sú zvyčajne vyrobené z oceľového plechu a majú tvar valca. Teplota vody v akumulačnej nádobe zostáva vysoká vďaka izolačnej vrstve, ktorá zabraňuje tepelným stratám. Ako izolácia sa používa minerálna vata, polyuretánová pena, molitan, kaučuk alebo iné moderné materiály. Izolácia je dôležitá na zníženie tepelných strát a uchovanie tepla po dlhšiu dobu. Môžete sa stretnúť s variantom, že sa časť izolácie dá vybrať (opláštenie so zipsom), a podľa potreby je možné dodať plachtu pre väčšiu hrúbku izolácie.

Podľa účelu a funkčnosti rozlišujeme niekoľko typov akumulačných nádrží:

• Nádrže bez výmenníka a bez izolácie: Slúžia na uchovanie tepla z jedného zdroja a zaisťujú stabilné vykurovanie. Hodí sa tam, kde máte izoláciu riešenú iným spôsobom alebo ju nepotrebujete.
• Nádrže s výmenníkom: Rozširujú možnosti využitia tepelnej energie pripojením ďalšieho zdroja tepla. Spolu s vykurovaním domu tak môžete ohrievať aj úžitkovú vodu, kedy je možné na výmenník využiť na napojenie ohrevu úžitkovej vody cez prídavnú nádrž alebo bojler, ktoré sú potom ohrievané výmenníkom. Dodávame akumulačné nádrže s oceľovým a nerezovým výmenníkom.
• Nádrže s kvalitnou izoláciou: Integrovaná izolácia znižuje tepelné straty a zvyšuje celkovú účinnosť systému.

Akumulačné nádrže sú pripevnené na podstavci.

Elektrické vykurovanie: Základné princípy a typy

Elektrické vykurovanie je systém, ktorý sa dá použiť na vykurovanie miestností alebo na ohrev pitnej vody pomocou prietokového ohrievača. V protiklade k teplovodnému vykurovaniu to celé funguje bez vykurovacieho kotla či nákladne inštalovaných potrubí. Podobne ako pri ponornom ohrievači, zohrieva sa v systéme na vykurovanie elektrickým prúdom elektricky vodivý materiál, keď ním preteká elektrický prúd.

Priamo výhrevné elektrické vykurovanie

Pri priamo výhrevnom elektrickom vykurovaní je odber elektrickej energie časovo totožný s dodávkou tepla do vykurovanej miestnosti. Využívajú sa pri ňom konvenčné, sálavé a teplovzdušné vykurovacie systémy, prípadne sálavé systémy s káblovými vodičmi. Najjednoduchším spôsobom je priamy elektrický ohrievač, pri ktorom sa teplo vodiča, ktorým preteká elektrický prúd, priamo odovzdáva do miestnosti.

• Teplovzdušný ventilátor a konvektory: Typickým príkladom je teplovzdušný ventilátor, ktorý nasáva studený vzduch, vedie ho cez ohrievaciu špirálu a fúka znovu do miestnosti. Podobne funguje elektrické vykurovanie aj s konvektormi, ktoré zohrievajú vzduch v miestnosti tým, že ho vedú pomocou ventilátora cez integrovaný vyhrievací prvok.
• Infračervené ohrievače: Iné je to pri infračervenom ohrievači, ktorý prepravuje teplo vo forme žiarenia cez veľké plochy a tak ako podlahové vykurovanie alebo nástenné vykurovacie teleso si vystačí s nízkymi povrchovými teplotami. Teplo sa pritom neodovzdáva vzduchu, ale len na pevné telesá. Ohrevné plochy infračerveného elektrického ohrevného telesa sa môžu inštalovať skryte, napríklad s potlačou obrázkov - namontované na stene alebo na strope.
• Elektrické podlahové vykurovanie: Je veľmi obľúbeným prvkom domáceho kúrenia. Jeho popularita je daná nízkymi obstarávacími nákladmi, jednoduchou inštaláciou a predovšetkým komfortom, ktorý poskytuje - príjemne vyhrievaná podlaha umožňuje pohodlné chodenie naboso aj počas zimy. Odporúča sa najmä v priestoroch, kde rodina trávi veľa času, ako sú kúpeľne a obývacie izby. Pri tejto forme vykurovania sa tenké vykurovacie rohože dajú inštalovať priamo pod novú podlahovú krytinu.
• Vykurovacie vložky: Ďalšiu možnosť na priame elektrické vykurovanie poskytujú vykurovacie vložky, kde sa elektroohrevná patróna montuje priamo do vykurovacieho telesa. Pri pretekaní prúdu sa zohreje teplonosné médium vo vnútri a postará sa tak o príjemné teploty. Účelné je to napríklad pri ohrievačoch kúpeľní, ktoré sa inštalujú ako prídavné ohrievacie telesá k podlahovému vykurovaniu.

Akumulačné elektrické vykurovanie

Akumulačné vykurovanie je systém, pri ktorom sa odobratá elektrická energia premenená na teplo najprv akumuluje vo vhodnej látke a je využívaná až následne. Tento systém je v porovnaní s priamo výhrevným omnoho úspornejší, obzvlášť ak váš distribútor elektriny ponúka zľavu na takzvaný nočný prúd. Teplo v akumulačnom systéme sa totiž zhromažďuje v nočnom čase, kedy sú ceny energie nižšie, a neskôr počas dňa je prostredníctvom regulácie odovzdávané do vykurovanej miestnosti.

• Akumulačné pece: Ide o klasický systém akumulačného vykurovania. Akumulujú teplo do tehál zo špeciálneho materiálu a zabezpečujú tak tepelnú pohodu počas celého dňa. Súčasná realita je však úplne iná - moderné akumulačné pece sú úzke, nehlučné, kvalitne izolované, majú moderný dizajn a na odovzdávanie tepla využívajú dynamické prúdenie prostredníctvom ventilátorov. Možno si vybrať z troch základných typov: statické a dynamické pece. Štandardom sú dynamické pece, ktoré na uvoľňovanie tepla do priestoru využívajú ventiláciu. Dynamické ohrievače disponujú dobre izolovaným akumulačným jadrom, ktoré udržiava naakumulované teplo počas celého dňa a umožňujú jednoduchú reguláciu. Na požiadanie je možné k štandardnému sortimentu kachlí namontovať izbový termostat na reguláciu teploty.
• Elektroakumulačná kotolňa: Ide o teplovodný systém (prostredníctvom radiátorov a/alebo podlahového vykurovania) založený na špeciálne zaizolovaných nádržiach (750 - 1 000 - 1 250 l), ktoré počas dňa udržujú teplotu vody na požadovanej úrovni. Tento typ kúrenia je rovnako vhodný pre lokálne vykurovanie ako aj vykurovanie ústredným akumulačným systémom, kde ako zdroj tepla zvyčajne slúži akumulačná nádrž.
• Elektrické poloakumulačné podlahové vykurovanie: Princíp je založený na elektrických kábloch uložených v podlahe, ktoré sú prekryté vrstvou špeciálnej izolácie zabezpečujúcou akumuláciu tepla, ktoré sa v priebehu dňa uvoľňuje do priestoru.

Zmiešané elektrické kúrenie

Kombináciou priamo výhrevnej a akumulačnej sústavy vznikne zmiešané elektrické kúrenie. Jeho výkon by mal byť rozdelený v pomere 33% na priame ku 77 % na akumulačné vyhrievanie.

Efektívnosť a ekonomika akumulačného elektrického vykurovania

Elektrické akumulačné vykurovanie, rovnako ako každý druh elektrického vykurovania, má výhodu v účinnosti premeny elektrickej energie na teplo (99 %). V porovnaní s premenou energie zo zemného plynu (90 %), dreva či čierneho uhlia (80 %), ako aj hnedého uhlia (70 %) to znamená vyššiu efektívnosť vo využití paliva. Prevádzkové náklady na systém akumulačného vykurovania sú v konečnom dôsledku porovnateľné s inými systémami, ktoré ako zdroj nevyužívajú elektrický prúd.

Medzi ďalšie výhody akumulačného vykurovania patrí komfort 24-hodinovej dodávky tepla - odpadajú starosti spojené s dovozom a skladovaním paliva či s obsluhou zariadení. K uvedenému komfortu prispieva prakticky plná elektrifikovanosť celého územia Slovenska. Akumulačné vykurovanie využíva podstatnú časť elektrickej energie v noci, kedy sú ceny obvykle nižšie. Prevádzka akumulačných pecí v modernom, dobre zateplenom dome s vykurovanou plochou 200 m2 predstavuje ročnú úsporu približne 33 % v porovnaní s priamovýhrevným vykurovaním.

Hoci je obstarávacia cena akumulačných kachlí vyššia v porovnaní s priamo výhrevnými vykurovacími telesami, počiatočná investícia sa majiteľovi rýchlo vráti prostredníctvom úspor elektrickej energie. Kachle-akumulátory sa nabíjajú počas obdobia s nižšou tarifou elektriny, najčastejšie v noci a cez poludnie, kedy je elektrina lacnejšia.

Kedy sa elektrické vykurovanie s akumuláciou oplatí?

Napriek vyšším nákladom na kilowatthodinu elektriny v porovnaní s plynom sa elektrické vykurovanie, najmä to akumulačné, môže oplatiť. A síce vždy vtedy, keď sa inštaluje do občas vykurovaných alebo zriedkavo používaných budov, ako sú napríklad záhradné skleníky. Pretože tu sú náklady na centrálne zariadenie na výrobu tepla výrazne vyššie ako výdavky, ktoré súvisia s elektrickým vykurovaním. Elektrické vykurovanie môže byť optimálnym riešením v niekoľkých špecifických prípadoch:

Ochrana pred mrazom a rekreačné objekty

Elektrokotol je ideálnym zdrojom tepla pre protinámrazovú ochranu budovy. Nech sa jedná o chatu, chalupu alebo akýkoľvek nepravidelne obývaný objekt, elektrokotol s termostatom zaistí vnútornú teplotu nad nulou bez ohľadu na vonkajšie mrazy. Moderné elektrokotly ponúkajú praktickú možnosť diaľkového ovládania, čo umožňuje nastaviť požadovanú teplotu vopred a prísť už do vykúreného prostredia.

Doplnkové vykurovanie a kombinácia s inými zdrojmi

Pokiaľ máte kotol na pevné palivo a ručné prikladanie, môžete elektrokotlom zvyšovať tepelný komfort a prikurovať napríklad v noci alebo dopoludnia, keď nie ste doma. Okrem toho, že máte konštantnú príjemnú teplotu, budova nestihne vychladnúť a nemusí sa tak opakovane vykurovať. Z rovnakého dôvodu je výhodná populárna kombinácia elektrokotol a krbové kachle. Drevo je najlacnejším palivom, ale vyžaduje častú obsluhu. Elektrokotol je naopak bezobslužný a ľahko programovateľný, a tak môže vykrývať aj nedostatky alternatívnych zdrojov tepla.

Nízkoteplotné a nízkoenergetické budovy

Elektrokotol je tiež vhodným primárnym zdrojom tepla pre domy a byty s nízkou tepelnou stratou. To, že prevádzka elektrokotla je drahá, platilo najmä u starších, nezateplených domov s vysokou energetickou náročnosťou. Pri dnešných minimálnych nárokoch na dodávku tepla, kedy u pasívnych domov platí maximálna hodnota 15 kWh/m² ročne (u nízkoenergetických domov je ročný limit 80 kWh/m² ročne), rozdiely nákladov na palivo miznú. Pri vykurovaní elektrinou je možné navyše využiť zníženú tarifnú sadzbu na všetky spotrebiče v domácnosti a tým ešte viac ušetriť. Zjednodušene povedané, platí rovnica, že čím nižšia je spotreba energie, tým výhodnejšie je obstaranie elektrokotla. To ho predurčuje nielen na použitie v zateplených rodinných domoch a rekreačných objektoch, ale aj v bytoch. Obyvatelia bytov ocenia okrem malých rozmerov elektrokotla tiež jeho tichú prevádzku a možnosť inštalácie na stenu bez nutnosti zaistenia prístupu vzduchu, vďaka čomu sa dá bez problémov zakomponovať prakticky kamkoľvek do interiéru.

Technické požiadavky a inštalácia akumulačných nádrží

Pre správne fungovanie vykurovacieho systému s akumulačnou nádržou je nevyhnutné vybrať správny objem. Tak ako pri voľbe vhodného výkonu kotla, je nutné brať do úvahy objem vody vo vykurovacom systéme a výkon kotla. Pre orientačnú predstavu o potrebnom objeme nádrže môžete vychádzať z výkonu svojho kotla. Na každý kilowatt výkonu kotla počítajte s približne 55 litrami vody. Bežne sa používa vzorec 50 litrov nádrže na 1 kW kotla. Výber a zapojenie akumulačnej nádrže je najlepšie konzultovať s kúrenárom alebo s projektantom vykurovacieho systému.

Akumulačná nádoba by mala stáť čo najbližšie pri kotli, ideálne hneď vedľa neho, aby sa minimalizovali tepelné straty. Aby mala nádrž čo najdlhšiu životnosť, umiestnite ju do prostredia bez vlhkosti (do technickej miestnosti, pivnice, kotolne alebo vykurovanej garáže). Vzhľadom na veľkosť priestoru je nevyhnutné skontrolovať aj výšku a šírku nádoby, aby sa zmestila do určenej miestnosti a vchodových dverí. Napríklad, pre 1000 litrovú nádrž, ak máte len 80 cm dvere, sú k dispozícii verzie s priemerom 790 mm. Jednotlivé typy sa líšia rozmermi, počty a umiestnením závitov. Napríklad LMG má všetky vývody v jednej rade, LVT vo 3 radoch. Typy LMT sú vhodné pre TUV a môžu byť osadené až 3 výmenníkmi; niektoré typy, ako LMT, umožňujú použitie prostredného závitu 6/4" pre vykurovacie teleso.

Anódová tyč životnosť akumulačnej nádrže nezvyšuje. Nádrž musí byť riadne odvzdušnená a k objemu vody je potrebné mať primeranú expanznú nádobu. Pri dodaní sú akumulačné nádrže priskrutkované na palete a vykládka prebieha paletovým vozíkom. Pri ďalšej manipulácii je vhodné vziať do úvahy váhu nádrže a možnosti úchytov.

Regulácia a tarify pre elektrické vykurovanie

Ročná spotreba elektrickej energie na vykurovanie objektu je závislá od tepelných strát objektu a kvality zvolenej regulácie. Elektrické vykurovanie je najdokonalejšie regulovateľný vykurovací systém s najmenšou mernou spotrebou energie. Pre elektrické vykurovanie existujú zvláštne tarify, ktoré umožňujú používať lacnú energiu, v tzv. nízkom tarife, aj pre ostatnú spotrebu domácnosti.

• 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. V súčasnej dobe je stanovená podmienka vypínania vykurovania vo vysokej tarife tak, že kúrenie môže byť v priamo výhrevnom režime vypnuté maximálne 2 hodiny dopoludnia a 2 hodiny 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, kde sa odporúča v dennej miestnosti inštalácia statických akumulačných pecí.
• Akumulačný režim: Vykurované médium (voda, betón, tehly) sa „nabíjajú“ maximálne 8 hodín v nízkom tarife a 16 hodín sa využíva táto naakumulovaná energia k vlastnému vykurovaniu objektu. Týchto 16 hodín je realizovaný odber elektriny z naakumulovanej energie.

Celkové ročné náklady na vykurovanie tak závisia na spotrebe elektrickej energie a zvolenej sadzbe za túto energiu. Aj keď priatelia niekedy odhovárajú od zriadenia elektrického vykurovania vysokými tzv. stálymi platbami tarify, 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.

Budúcnosť a ekologické aspekty elektrického vykurovania s akumuláciou

Batériové úložiská sa stávajú kľúčovým prvkom modernej energetiky. Zvýšený záujem prejavujú domácnosti, ako aj komerčný a energetický sektor. Rastúci počet fotovoltických inštalácií prirodzene otvára otázku efektívneho využitia vyrobenej elektriny. Úložiská pomáhajú riešiť problém, kam s nespotrebovanou elektrinou, a akumulačná nádrž dokáže pracovať podobne ako batérie - uloží prebytočnú energiu a sprístupní ju vo chvíli, keď slnko nesvieti.

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. 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. Program Zelená domácnostiam, ktorý dotačne podporuje využívanie obnoviteľných zdrojov energie (OZE), v minulosti podporil desaťtisíce inštalácií.

Európsky trend sa uberá smerom k tzv. veľkoplošným vykurovacím systémom, ktorých použitím je zaistený najvyšší možný komfort. Tieto systémy (podlahové alebo stropné) totiž ohrievajú veľké tepelné plochy na teploty len o málo vyššie ako je teplota prostredia. K zmene tepla dochádza čiastočne sálaním aj mikrokonvekciou, pričom mikrokonvekcia prebieha na celej ploche.

tags: #vykurovanie #rodinneho #domu #akumulacnou #nadrzou #na