Ogrzewanie elektryczne - rodzaje, zasada działania, wady i zalety, koszty - część 1

To jest pierwszy z serii wpisów dotyczących ogrzewania elektrycznego. Od niedawna jestem użytkownikiem takiego systemu grzewczego i chcę opisać ten rodzaj instalacji, począwszy od najprostszych urządzeń, którymi możemy dogrzać pomieszczenia a skończywszy na instalacji, która może ogrzać cały dom. W sieci i w rozmowach face to face można często usłyszeć wiele opinii na temat elektrycznych systemów grzewczych. Czy są prawdziwe czy ludzie powtarzają kłamstwa i wprowadzają innych w błąd? Postaram się, korzystając ze swojego doświadczenia, odpowiedzieć na najczęściej zadawane pytania związane z ogrzewaniem elektrycznym.

Ogrzewanie elektryczne zyskuje coraz więcej zwolenników. Z jednej strony dlatego, że w nowych domach straty ciepła są niewielkie i ogrzewanie elektryczne z powodzeniem może ogrzać dom, nie powodując drastycznego wzrostu rachunków za energię elektryczną a z drugiej strony coraz więcej osób inwestuje w instalacje fotowoltaiczne, które obniżają rachunki za energię elektryczną i koszty ogrzewania domów.

Obecnie na rynku mamy przeróżne systemy ogrzewania elektrycznego. Chciałbym omówić każdy typ takiej instalacji i pokazać wam, że przy dobrze ocieplonym domu może to być doskonały wybór i sposób na komfortowe i bezobsługowe dostarczanie ciepła do mieszkania.

# Wady i zalety ogrzewania elektrycznego

# Ogrzewanie elektryczne – zalety:

Ogrzewanie elektryczne jest jednym z najczystszych i najmniej zanieczyszczających środowisko typów ogrzewania. Podczas pracy nie wydziela dymu, kurzu, nie produkuje popiołu ani innych odpadów.
Decydując się na ogrzewanie elektryczne nie potrzebujemy kominów, kotłowni, miejsca na opał.
Ogrzewanie elektryczne nie generuje strat w przesyle ciepła. Instalacje grzewcze są najczęściej montowane w ogrzewanych pomieszczeniach i całe wyprodukowane ciepło zostaje w mieszkaniu.
Ogrzewanie elektryczne nie wymaga żadnych czynności przygotowawczych, jest gotowe do pracy w każdej chwili.
Elektryczne urządzenia grzewcze mają najczęściej wysoką sprawność na poziomie 99-100%.
W elektrycznych urządzeniach grzewczych możemy zastosować precyzyjne sterowniki, którymi możemy dokładnie regulować temperaturę w pomieszczeniach.
Elektryczne urządzenia grzewcze zaczynają ogrzewać pomieszczenia w kilka chwil po ich uruchomieniu
Instalacje ogrzewania elektrycznego są proste w budowie i bezawaryjnie pracują wiele lat. Nie wymagają okresowych przeglądów i konserwacji.
Elektryczne systemy grzewcze, w których nie ma instalacji wodnej, są odporne na niskie temperatury i nie zamarzną.
Koszty instalacji ogrzewania elektrycznego są niższe niż w przypadku innych systemów grzewczych.
Przy ogrzewaniu elektrycznym nie potrzebujemy przyłącza gazowego, nie ma ryzyka awarii i wybuchu gazu.
Montując w każdym pomieszczeniu domu niezależny system grzewczy, możemy zapewnić mieszkańcom możliwość indywidualnego dopasowania temperatury w pokoju do ich wymagań i potrzeb. Niezależne sterowanie każdym obwodem grzewczym zapobiega przegrzaniu/niedogrzaniu pomieszczeń. Sterownik ogrzewania elektrycznego pozwala na zaprogramowanie różnych temperatur w kolejnych dniach tygodnia i porach dnia zgodnie ze stylem życia mieszkańców.
Montując instalację fotowoltaiczną, która produkuje energię elektryczną, możemy zbudować wydajny, komfortowy i bezobsługowy system grzewczy, którego praca będzie kosztowała bardzo mało lub nic.

# Ogrzewanie elektryczne – wady:

W kiepsko docieplonych domach (czyli wybudowanych kilka, kilkanaście lat temu) wysokie koszty pracy instalacji.
Żeby ogrzewanie elektryczne działało wydajnie a koszty eksploatacji nie były duże, dom/mieszkanie musi być dobrze zaizolowany termicznie.
Ogrzewanie elektryczne wymaga nieco większej mocy przyłączeniowej do sieci energetycznej.
Nie działa kiedy nie ma zasilania z sieci energetycznej
Podłączenie instalacji do sieci elektrycznej, naprawy, przebudowy wymagają pomocy elektryka z odpowiednimi uprawnieniami.
Koszt eksploatacji uzależniony jest od cen energii elektrycznej i może rosnąć wraz ze wzrostem cen prądu.

Od razu uprzedzę komentarze niektórych z was, że ogrzewanie elektryczne nie jest czyste, bo prąd powstaje z węgla, a jego wydobycie i spalanie zanieczyszcza środowisko. Częściowo macie rację, spalanie węgla ma wpływ na środowisko, ale instalacje oczyszczania spalin w elektrowniach wyłapują większość tego syfu, jaki powstaje w procesie spalania węgla i który wylatuje z kominów wielu domów w Polsce. Grzejąc prądem nie spalam nic w piecu ani kominku, nie zanieczyszczam otaczającego mnie środowiska i nie truję siebie i sąsiadów. A to już coś.

Drugi zarzut jaki się pojawi to sprawność ogrzewania elektrycznego. Dlaczego piszesz, że ma 100% sprawności, jak elektrownie mają tylko 30% sprawności w zmianie węgla na prąd? Tak, mamy przestarzałe technologie produkcji energii elektrycznej ale obecnie sporo prądu produkują już elektrownie wiatrowe, wodne, gazowe i fotowoltaiczne a to ma wpływ na ograniczenie ilości spalanego węgla. Dodatkowo ogrzewanie elektryczne wyciska 100% z prądu, który dopłynie do naszego domu i niewiele innych systemów grzewczych może dorównać tym wynikom. Dlatego uważam, że elektryczne urządzenia grzewcze są jednymi z najwydajniejszych jakie są obecnie dostępne.

Jak widzisz, elektryczne systemy grzewcze mają wiele zalet i tylko kilka wad. Najczęściej powtarzaną są wysokie koszty eksploatacji. Owszem, w starych, słabo docieplonych budynkach koszty mogą być wysokie, ale w nowych domach, które muszą być energooszczędne i zużywać niewiele energii, ten zarzut staje się nieaktualny i ogrzewanie elektryczne jest tańsze, bardziej komfortowe i mniej uciążliwe w instalacji i eksploatacji od każdego innego systemu grzewczego. A jeśli połączymy je z instalacją fotowoltaiczną, to możemy mieć darmowe ciepło w domu.

Jeśli już wiemy, jakie zalety i wady mają elektryczne urządzenia grzewcze, to pora omówić każde z nich. Zacznijmy od najprostszych i najtańszych ogrzewaczy elektrycznych. W kolejnych częściach/wpisach dotyczących ogrzewania elektrycznego postaram się opisać pozostałe elektryczne systemy grzewcze. W tym wpisie przeczytasz o:

Termowentylatorach
Grzejnikach konwektorowych
Grzejnikach olejowych
Promiennikach podczerwieni i ogrzewaczach kwarcowych
Piecach akumulacyjnych
Kurtynach powietrznych

# Termowentylatory czyli popularne farelki

To chyba najprostsze i najtańsze ogrzewacze elektryczne. Najprostszy termowentylator można kupić w większości sklepów już za niecałe 40 zł. Będzie on miał dwa poziomy mocy grzania, termostat i zabezpieczenie przed przewróceniem się urządzenia.

Termowentylator to nic innego jak spirala z drutu oporowego za którą umieszczony jest odpowiednio dobrany wentylator. Kiedy włączymy zasilanie, drut się nagrzewa a wentylator zaczyna tłoczyć zimne powietrze, które opływając rozgrzany element grzewczy staje się ciepłe i ogrzewa pomieszczenie w którym się znajduje. W nieco droższych modelach termowentylatorów drut umieszczony jest w elementach ceramicznych, które rozgrzewają się i oddają ciepło jeszcze przez kilka minut po odłączeniu zasilania.

W termowentylatorach mamy termostat, który wyłączy urządzenie kiedy w pomieszczeniu osiągnięta zostanie odpowiednia temperatura jaką chcemy mieć. Kiedy zrobi się chłodniej, urządzenie znów uruchomi się i zacznie grzać.

Czy farelka nadaje się do ogrzewania domu lub mieszkania?

Oczywiście, że nie. Podczas pracy jest dość głośna, nie może pracować bez nadzoru i zużywa dużo energii elektrycznej. Ja korzystałem z takich urządzeń kiedy mieliśmy małe dzieci i przed kąpielą trzeba było podnieść temperaturę w mieszkaniu. Wtedy włączona na chwilę farelka szybko ogrzewała mieszkanie, a po kąpieli, szumiące urządzenie, pomagało dziecku zasnąć. Innym razem dogrzewaliśmy się termowentylatorem na wakacjach, w październiku, kiedy mieszkaliśmy w nie ocieplonym domku a noce były już zimne.

Termowentylator można wykorzystać np. do ogrzania niewielkiej przestrzeni przez krótki czas. Szybko podnosi temperaturę pomieszczenia i działa automatycznie. Na dłuższą metę do ogrzewania mieszkania się nie nadaje. Praca farelki wymaga przepływu powietrza i wszystkiego, co w nim się znajduje, czyli kurzu i pyłu, które unoszą się i opadają na powierzchnie płaskie. U alergików mogą powodować reakcje alergiczne.

# Konwektory czyli grzejniki konwektorowe

Elektryczne grzejniki konwektorowe swoim wyglądem przypominają tradycyjne kaloryfery ale zamiast ciepłej wody w takich urządzeniach są elektryczne elementy grzewcze. Podobnie jak w farelkach są to najczęściej nagrzewające się druty oporowe, które równomiernie ogrzewają całą powierzchnię grzejnika. Najprostsze modele posiadają termostat i dwa poziomy mocy grzewczej. Bardziej zaawansowane są wyposażone w sterownik tygodniowy, pilot zdalnego sterowania, możliwość podłączenia do WiFi i sterowania pracą urządzenia przez Internet. Elektryczne grzejniki konwektorowe mogą być wyposażone w wentylatory, które wymuszają przepływ powietrza przez urządzenie i przyspieszają proces ogrzewania pomieszczenia. Takie grzejniki były i są nadal popularne i stosowane w wielu domach w systemach ogrzewania elektrycznego. Są tanie, łatwe w montażu i wydajne. Szybko podnoszą temperaturę w mieszkaniu i działają automatycznie. Niestety w kiepsko ocieplonych pomieszczeniach ogrzewanie takimi urządzeniami sporo kosztuje. Jeden taki kaloryfer może ogrzać co najwyżej jeden pokój dlatego w każdym pomieszczeniu powinien być przynajmniej jeden grzejnik a w dużych pomieszczeniach nawet kilka. Grzejniki konwektorowe mogą być stacjonarne, przytwierdzone na stałe do ściany lub przenośne, czyli takie, które możemy wziąć pod pachę ze sobą i używać tam, gdzie chcemy mieć ciepło. Konwektory można zamontować także w podłodze, jako kurtynę powietrzną np. przy drzwiach balkonowych. Zalety to niskie koszt zakupu, łatwość montażu, bezawaryjność i automatyczna praca. Wady: w słabo ocieplonych domach wysokie koszty ogrzewania, dodatkowy element wyposażenia w pomieszczeniu i niestety brudne ściany nad kaloryferem po kilku sezonach grzewczych, bo praca grzejnika wymaga intensywnego ruchu powietrza w pomieszczeniu. A z powietrzem unosi się kurz, który osiada na ścianach i meblach. Grzejniki konwektorowe pobierają sporo energii elektrycznej i powinny być podłączone do wydzielonej części instalacji elektrycznej wyposażonej w odpowiednie zabezpieczenia.

# Grzejniki olejowe

Grzejniki olejowe to ciekawe urządzenia, w których wykorzystywana jest bezwładność cieplna oleju. Takie urządzenie przypomina tradycyjny kaloryfer, tylko zamiast wody jest w nim olej. Źródłem ciepła są grzałki elektryczne a nie kocioł w piwnicy. Kiedy urządzenie nagrzeje się i wyłączy, to jeszcze przez długi czas ogrzewa pomieszczenie w którym się znajduje bo olej stygnie wolno. Grzejniki te mają zazwyczaj regulowaną moc grzewczą i termostat, który pozwala na dopasowanie temperatury grzania do swoich upodobań i potrzeb. Występują w wersji panelowej lub żeberkowej. Często mają kółka i wygodny uchwyt, żeby można było je swobodnie przesuwać. Podobnie jak termowentylatory, nie nadają się raczej jako podstawowe źródła ciepła a raczej jako wspomaganie ogrzewania w mroźne dni/noce. Potrafią ogrzać niewielkie pomieszczenie. Pracują cicho, równomiernie oddają ciepło do otoczenia i są bezobsługowe. Mogą być także stosowane jako awaryjne źródło ciepła w przypadku np. awarii sieci C.O. w mieszkaniu.

# Promienniki podczerwieni, ogrzewacze kwarcowe.

Promiennik podczerwieni przetwarza energię elektryczną w ciepło i ogrzewa emitując fale podczerwone. Najprostsze promienniki wyglądają jak lampy ponieważ kiedy pracują to emitują pomarańczowo-żółte światło. To urządzenie działa trochę jak słońce. Emituje fale podczerwone, które podobnie jak promienie słoneczne ogrzewają powierzchnie na które padają. Kiedy skierujemy taki promiennik w naszą stronę, to mimo, że w pomieszczeniu będzie np. 15 stopni Celsjusza, to nam będzie ciepło, ponieważ nasze ciało będzie ogrzane promieniami z promiennika. Te urządzenia w pierwszej kolejności ogrzewają przedmioty i osoby przebywające w zasięgu pracy urządzenia a dopiero później, ciepło z tych ogrzanych powierzchni ogrzewa powietrze. Kiedy mamy mocno wychłodzone pomieszczenia, to uruchamiając taki promiennik szybko zrobi nam się ciepło, mimo, że powietrze wciąż będzie miało niską temperaturę. Wadą tych urządzeń jest to, że nie można ich zasłaniać bo ogrzewają tylko te powierzchnie na które padają fale podczerwone. Ogrzewanie promiennikami jest nieco tańsze niż np. grzejnikami konwektorowymi i zapewnia większy komfort cieplny osobom przebywającym w zasięgu fal podczerwonych.

Promienniki wyglądające jak lampy nie nadają się jako podstawowe źródło ogrzewania w domu. Mogą służyć jako dodatkowe, czasowe źródło ciepła lub np. jako ogrzewanie na tarasie lub w altanie w ogrodzie. Pracują bezgłośnie, ale emitują światło. Specjalnym rodzajem promienników na podczerwień są nowoczesne panele grzewcze, ale te urządzenia omówię szczegółowo nieco później.

# Ogrzewanie elektryczne – Piece akumulacyjne

Elektryczne piece akumulacyjne to ciekawe urządzenia. Mogą być podstawowym źródłem ciepła w domu. Są to specjalnie skonstruowane piece, których głównym i najważniejszym elementem jest specjalna masa akumulacyjna, która potrafi zmagazynować dużą ilość ciepła i wolno stygnie. Piec akumulacyjny musi się nagrzać.

Kiedy osiągnie odpowiednią temperaturę, zasilanie elementów grzewczych zostaje odłączone, a pomieszczenie, w którym piec stoi ogrzewane jest przez zmagazynowane w piecu ciepło. Bardziej zaawansowane modele mają sterownik, który steruje procesem wychładzania się pieca i wydłuża czas grzania do maksimum. Kiedy wkład akumulacyjny odda całe ciepło jakie zmagazynował, grzałki elektryczne ponownie są uruchamiane i piec jest ładowany ciepłem. Proces stygnięcia pieca akumulacyjnego może trwać nawet kilka godzin.

Właściwość akumulacyjną pieca wykorzystuje się najczęściej, ładując go w godzinach, kiedy za energię elektryczną płacimy mniej, a rozładowując, kiedy prąd jest droższy.

Wadą takiego pieca jest jego duża masa i wymiary. Piec akumulacyjny może ogrzać niezbyt duże pomieszczenie i jeśli chcemy takimi grzejnikami ogrzewać dom, to musimy ich mieć kilka w kilku pomieszczeniach. Z drugiej strony, jeśli odpowiednio je zaprogramujemy to możemy oszczędnie i bezobsługowo ogrzewać dom. Piece akumulacyjne mają jeszcze jedną zaletę. Kiedy np. przez kilka godzin w domu nie będzie zasilania, to naładowany ciepłem piec będzie zapewniał grzanie w domu podczas zaniku energii elektrycznej w sieci.

A teraz pozwolę sobie zacytować kilka słów Miłosza, który uzupełnił moją wiedzę o piecach akumulacyjnych. Miłoszu, dziękuję, ja takiego pieca nigdy nie używałem i o tych szczegółach nie wiedziałem.

„Dodam, swoje 3 grosze o piecach akumulacyjnych. Są dwa rodzaje pieców akumulacyjnych statyczne i dynamiczne. Te pierwsze, nazwałeś startego typu, nie da się w nich sterować procesem rozładowania. Ich w ogóle nie brałbym pod uwagę. Dynamiczne, to inna bajka. Równo oddają ciepło przez 8, 9 czy nawet 12 godzin od momentu załadowania. Wszystko zależy od wielkości urządzenia. Piece kupuje się przewymiarowane, tak żeby ciepła starczyło na okienka drogiej energii elektrycznej. Cena jednego pieca to 3-4 tys. Co z łazienką i mokrymi pomieszczeniami? Tego tam nie zamontujesz, i trzeba o tym pomyśleć. Więc warto zrobić podłogówkę akumulacyjną 2-3 cm jastrychu więcej i przewody grzejne plus sterownik w pomieszczeniu, Też będą ładowały ciepło w tanich taryfach.

Jeśli chodzi o zaniki energii to niestety nie jest tak różowo, jeśli nie zastosujesz UPS, to taki piec nie będzie wcale grzał. Będzie stygł powoli, ale wentylator tzw. dmuchawa jest na prąd, więc nie rozprowadzi ciepła równomiernie. Te wentylatory też zużywają prąd i to w drogiej taryfie, trzeba to uwzględnić przy wyliczeniach kosztów. Dmuchawy nie chodzą 24/h, bo załączają się dzięki sterownikom. Ale myślę, że kilka stów rocznie to kosztuje. Producenci skrzętnie to ukrywają. Nie wiadomo czy mają moc 10 watów czy 250 watów, a może 600? I, czy działają 4 godziny dziennie, czy 14 godzin… x liczba pieców, robi się nieciekawie. Mogę założyć, że włączą się 4-5 razy dziennie i pochodzą godzinę. Żeby utrzymać 23 stopnie.

http://grzejemy.pl/public/assets/stiebel/SHS_1200-4800__instrukcja_pl.pdf – Tutaj znalazłem, ze dmuchawa ma moc od 350 watów do 1,7 KW!!. No to liczmy na 5 pieców po 500 W to 2,5 kWh na godzinę ich pracy x 5 godzin pracy, co daje to jakieś 12,5 kWh dziennie na te dmuchawy (zawyżam), bo to tylko szacunki. czyli jakieś 250-300 zł pewnie na sezon zjedzą. + 8000 kWh w taniej taryfie czyli 2400 zł. No, to wyjdzie 2700 zł. Ani tanio, ani drogo. Z fotowoltaiką ma to duży sens. Tylko czy nie prościej zrobić bezpośrednie grzanie podłogówki kotłem elektrycznym? Lub z buforem? Kwestia, do dyskusji. Tutaj zakup 5 pieców to 20 tys. podłogówki w łazienkach 5-6 tys. A jak wiemy, rozdzielacze, pętle, w podłogówce wodnej będą trochę droższe + zakup kotła elektrycznego. 15 pętli jakieś 15 tys. Oba koszty bez robocizny. Na oko kocioł wydaje się być tańszy i prostszy. Wniesienie 3 pieców po 400 kg na górę po zabiegu, no to pozdrawiam ekipę :). W Domu parterowym, i z PV takie rozwiązanie można przemyśleć. Tylko piece dynamiczne. Pozdrawiam.”

# Kurtyny powietrzne

Kurtyny powietrzne mają za zadanie odizolowanie pomieszczenia, w którym są zainstalowane, od wpływu czynników zewnętrznych. Chronią przez chłodem, upałem, kurzem i dymem. Kurtyna powietrzna to taka dmuchawa zainstalowana najczęściej nad drzwiami wejściowymi do budynku, która wytwarza „kurtynę” z ciepłego zimą lub chłodnego powietrza latem. Kiedy wchodzimy do takiego pomieszczenia to czujemy jak dmucha na nas powietrze o temperaturze innej, niż na zewnątrz. Kurtyny powietrzne stosuje się najczęściej w sklepach, biurowcach, halach sportowych. Ale kurtynę powietrzną można z powodzeniem zainstalować również w swoim domu, nad drzwiami wejściowymi lub tarasowymi. Kiedy będzie pracować, będzie zapobiegała przedostawaniu się powietrza z zewnątrz i np. zimą będzie ogrzewać pomieszczenia.

Czy kurtyna powietrzna może ogrzać dom? Raczej nie ale mieszkanie, pokój lub hol już tak. Z urządzenia zimą wypływa gorące powietrze które, podnosi temperaturę w pomieszczeniach. Kurtyna wyposażona jest w termostat, który wyłączy urządzenie kiedy np. w holu zrobi się ciepło i uruchomi kiedy drzwi zostaną otwarte. Urządzenie wygląda jak klimatyzator, montuje się je najczęściej nad drzwiami lub dużymi przeszkleniami.

Koniec części pierwszej, ciąg dalszy w kolejnym wpisie …

Ja ogrzewam dom urządzeniami zasilanymi energią elektryczną. Jeśli jesteś ciekaw, ile nas to kosztuje to wszystkie dane znajdziesz we wpisie: Ogrzewamy dom prądem – zobacz, ile to kosztuje i odpowiedz sobie na pytanie, czy warto ogrzewać dom energią elektryczną?