Potreba tepla na vykurovanie elektrickým kotlom

Voľba vhodného vykurovacieho systému v rodinnom dome ovplyvňuje nielen tepelnú pohodu a komfort v dome, ale aj celkové finančné náklady na inštaláciu a prevádzku. V súčasnosti sa už stavajú len domy s takmer nulovou potrebou energie (pasívne domy, trieda A0).

Porovnanie vykurovacích technológií

Tepelné čerpadlá sú technicky najefektívnejším spôsobom vykurovania súčasnosti, no ich prevádzka nie je zadarmo. Hoci primárnym zdrojom energie je okolité prostredie (vzduch, voda alebo zem), kľúčovým prvkom pre chod systému je elektrická energia. Na rozdiel od elektrického kotla, ktorý premieňa 1 kWh elektriny na 1 kWh tepla, tepelné čerpadlo energiu nevyrába, ale presúva. Na pohon kompresora, obehových čerpadiel a ventilátora spotrebúva elektrinu, no väčšinu tepelnej energie získava z obnoviteľného zdroja.

Vyrobené teplo v kWh vydelíme spotrebovanou elektrinou v kWh. V priemere tak tvorí 75 % energie teplo z okolia a len 25 % dodaná elektrická energia. Na presné určenie nákladov nestačí poznať výkon čerpadla. Na ilustráciu reálnych nákladov uvažujeme o bežnom rodinnom dome s vykurovanou plochou 120 m², ktorého celková ročná potreba tepla na vykurovanie a ohrev vody je 20 000 kWh. Aby sme zasadili spotrebu tepelného čerpadla do kontextu, musíme ju porovnať s alternatívami pri rovnakej potrebe tepla (20 000 kWh). Dáta jasne ukazujú, že tepelné čerpadlo má o 27 % nižšie náklady ako plyn. V porovnaní s elektrickým kotlom sú náklady tepelného čerpadla nižšie až o 70 %.

SCOP (Sezónny vykurovací faktor) udáva priemernú ročnú účinnosť zariadenia. Je to pomer medzi vyprodukovaným teplom a spotrebovanou elektrinou. Hodnota SCOP 4 znamená, že za 1 kWh zaplatenej elektriny dostanete 4 kWh tepla.

Z ekonomického hľadiska áno. Presná hodnota závisí od veľkosti zásobníka a cieľovej teploty. Rozdiel je priepastný. Zatiaľ čo elektrokotol má účinnosť 99 % (1 kWh elektriny = 1 kWh tepla), tepelné čerpadlo má účinnosť stovky percent.

Faktory ovplyvňujúce účinnosť tepelného čerpadla

Tepelné čerpadlo nedosahuje nízku spotrebu automaticky. Toto je najdôležitejší faktor. Kompresor musí stlačiť chladivo na taký tlak, aby dosiahol požadovanú teplotu vykurovacej vody. Podlahové kúrenie s teplotou 35 °C predstavuje ideálny stav, kedy kompresor pracuje v optimálnom režime a SCOP je vysoké. Aj pri radiátoroch vyžadujúcich 55 °C a viac je možné dosiahnuť vysoké SCOP.

Najrozšírenejším riešením sú systémy vzduch-voda. Ich spotreba však stúpa v mrazoch, keď teplota vzduchu klesá pod -7 °C. Inštalácia tepelného čerpadla do nezatepleného domu s vysokými tepelnými stratami nezníži potrebu tepla budovy.

Efektívnosť TČ je síce vysoká, ale aj priamo závislá od vonkajšej teploty vzduchu a požadovanej teploty vykurovacej vody. Čím je vonkajšia teplota nižšia, tým je efektívnosť TČ nižšia a prevádzkovanie TČ je menej efektívne.

Elektrické kotly: Kedy sú výhodné?

Elektrické kotly majú medzi spotrebiteľmi chýr drahého vykurovania. Existuje ale situácia, keď práve elektrokotly zaistia najlepší tepelný komfort a ani nezaťažia vašu peňaženku.

Prípady, kedy je elektrokotol ideálnou voľbou

1. Protinámrazová ochrana: 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.

2. Doplnkový zdroj tepla: 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 i nedostatky alternatívnych zdrojov tepla.

3. Nízkoenergetické a pasívne domy: 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 domoch 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 možno navyše využiť zníženú tarifnú sadzbu na všetky spotrebiče v domácnosti a tým ešte viac ušetriť.

4. Byty a rekreačné objekty: 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 bytu 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.

Prevádzkové náklady a inštalácia elektrokotlov

Ceny elektrokotlov začínajú okolo hranice 800,- € a nákladná nie je ani ich inštalácia. V elektrokotli sa na rozdiel od iných typov kotlov nič nespaľuje a ani netlakuje, napríklad od tepelného čerpadla. Jedná sa tak o zariadenie, ktoré nepodlieha prakticky žiadnemu opotrebovaniu, nemusí sa pravidelne čistiť ani nastavovať. Napriek jednoduchej konštrukcii dosahujú elektrokotly vysokú účinnosť, ktorá sa u moderných elektrokotlov THERM pohybuje nad hranicou 99%. Tu treba upozorniť na zavádzajúce označenie energetickými štítkami, ktoré pre výpočet zohľadňujú i účinnosť samotnej výroby elektrickej energie.

Bezúdržbové vykurovanie: Komfort používania sa rovná tomu, ktorý vidíme v prípade vykurovania plynom. Abstrahujúc od nákladov na elektrickú energiu - náklady na takýto elektrický kotol sú veľmi nízke. Kotol pre dom 100-200 m² kúpite v rozmedzí 500-900 €. Jeho montáž je tiež oveľa lacnejšia, vyžaduje len pripojenie k elektrine (tradične na 230V pre menšie kotly, a na tzv. trojfázové pripojenie pre väčšie). Elektrické kotly v podstate nevyžadujú každoročný servis ani prehliadky.

Malé rozmery: Elektrické kotly majú malé, kompaktné rozmery, možno ho nainštalovať kdekoľvek a nepotrebuje samostatnú kotolňu.

Výpočet potreby tepla a výkonu elektrického kotla

Prečo budeme používať pravidlá na vykonávanie výpočtov a vzorcov uvedených v našom článku. Výpočty pomôžu podrobne pochopiť, koľko kW elektriny sa bude musieť platiť mesačne, ak sa elektrický kotol používa na vykurovanie domu alebo bytu. Výsledné čísla vám umožnia urobiť konečné rozhodnutie o kúpe / nekúpe kotla.

Metódy výpočtu výkonu

Existujú dve hlavné metódy výpočtu požadovaného výkonu elektrického kotla. Prvý je založený na vykurovanej oblasti, druhý na výpočte tepelných strát cez obvodový plášť budovy.

Výpočet podľa plochy

Výpočet podľa prvej možnosti je veľmi hrubý a vychádza z jediného ukazovateľa špecifického výkonu. Konkrétna sila je uvedená v príručkách a závisí od regiónu.

W = wbeats × S

Príklad: Na výpočet potrebnej kapacity kotla v Moskve je vykurovaná plocha 150 m². Pri výpočtoch zohľadňujeme skutočnosť, že Moskva patrí do centrálneho regiónu, t. Wbeats možno brať rovný 130 W / m2.

Wbeats = 130 x 150 = 19500 W / h alebo 19,5 kW / h

Tento údaj je natoľko nepresný, že nevyžaduje zohľadnenie účinnosti vykurovacieho zariadenia.

Výpočet podľa tepelných strát

Výpočet podľa druhej možnosti je zložitejší, ale zohľadňuje mnoho individuálnych ukazovateľov konkrétnej budovy. Úplný tepelno-technický výpočet budovy je pomerne komplikovanou a náročnou úlohou. Nižšie sa uvažuje o zjednodušenom výpočte, ktorý má však potrebnú presnosť.

Základné vzorce a pojmy:

• R (odpor proti prestupu tepla): schpnosť materiálu udržať teplo (m²×°C / W).
• Q (tepelný tok): množstvo tepla strateného 1 m² obálky budovy za hodinu pri poklese teploty o 1 °C (W / m²×h).
• Qspoločnosť (celková tepelná strata): množstvo tepla strateného cez plochu S plášťa budovy za hodinu (W / h).
• P (výkon vykurovacieho kotla): požadovaná maximálna hodnota výkonu vykurovacieho zariadenia s maximálnym rozdielom teplôt (W / h).
• ΔT (teplotný rozdiel): rozdiel teplôt medzi vnútorným a vonkajším vzduchom (°C alebo K).

Výpočet tepelných strát cez steny a stropy:

R = d / k

Q = ΔT / R

Qspoločnosť = Q × S

P = Qspoločnosť / Účinnosť

Pri viacvrstvových konštrukciách sa odpor R počíta osobitne pre každú vrstvu a potom sa sčítajú.

Výpočet tepelných strát cez podlahu:

Podlahová plocha sa delí na 4 zóny s rôznym odporom proti prestupu tepla (R1 až R4).

Príklad výpočtu tepelných strát domu

Zadané údaje:

• Vonkajšie rozmery stien: 9x10 m
• Výška: 3 m
• Okno s dvojitým zasklením 1,5×1,5 m: 4 ks
• Dubové dvere 2.1×0,9 m, hrúbka 50 mm
• Borovicové podlahy 28 mm, na extrudovanom polystyréne s hrúbkou 30 mm, na kláde
• Strop GKL 9 mm, nad minerálnou vlnou hrúbky 150 mm
• Materiál steny: 2 silikátové tehly, izolácia z minerálnej vlny 50 mm
• Najchladnejšia perióda: -30 °C, vypočítaná teplota vo vnútri budovy: 20 °C (ΔT = 50 °C)

Výpočet plôch:

• Okná: 9 m²
• Dvere: 1,9 m²
• Steny (bez okien a dverí): 103,1 m²
• Strop: 90 m²
• Plocha podlahových zón: S1 = 60 m², S2 = 18 m², S3 = 10 m², S4 = 2 m²

Výpočet tepelných strát (zjednodušený, bez vetrania a odpadových vôd, s pridaním 5% rezervy):

1. Tepelné straty stenami: 2728 W/h
2. Tepelné straty oknami: 1406 W/h
3. Tepelné straty dverami: 413 W/h
4. Tepelné straty stropom: 1064 W/h
5. Tepelné straty podlahou: 1018 W/h

Celkové tepelné straty (Qspoločnosť): 6629 W/h

Celkové tepelné straty s rezervou (Qspoločnosť_celkom): 6629 × 1,15 = 7623 W/h

Pre dobre izolovanú budovu sa odhadovaný maximálny potrebný výkon pohybuje okolo 7,6 kW/h. Zle zateplený dom alebo byt bude vyžadovať oveľa viac elektriny na vykurovanie.

Kombinácia s inými technológiami a úsporné opatrenia

Pre úsporu nákladov na vykurovanie existujú dve overené cesty. Prvou je využitie dvojpásmovej tarify (DD6). Dodávatelia elektriny ponúkajú špeciálne sadzby, ktoré rozdeľujú deň na vysokú a nízku tarifu. Druhou a najefektívnejšou možnosťou je kombinácia s fotovoltikou (PV). Elektrinu pre pohon kompresora si vyrobíte priamo zo slnka. Prebytky energie sa neposielajú do siete, ale ukladajú sa do teplej vody v zásobníku alebo do podlahového kúrenia, čím sa budova cez deň prehreje.

Mnoho ľudí v našej krajine investovalo do fotovoltaických panelov, ktoré často boli naddimenzované. Veľká časť energie sa nevyužíva a zostávajú nám dodatočné „kilowatty“, ktoré môžu prepadnúť, ak ich nevyužijeme. V takej situácii stojí za to premýšľať o elektrickom kotli, tak ako u mňa - kde spolupracuje s plynovým kotlom.

Infra fólie pod plávajúcu alebo aj keramickú podlahu môžu byť tiež efektívnym riešením. Náklady na menší apartmán (cca 60m²) s infra fóliami, bojlerom a indukčnou varnou doskou sa pohybujú okolo 50-80 €/mesačne. Pri kúrení radiátormi pri teplote cca 22-23°C v obývačke dosiahnete rovnakú pohodu pri infra fólii pod podlahou už s teplotou cca 20°C.

Zateplenie budovy

Zateplenie budovy je kľúčové pre zníženie potreby tepla. Odporúča sa dôkladné zateplenie, kde by sa nemalo báť dať 20 cm a viac izolácie. Správna izolácia podlahy, stropu a stien môže výrazne znížiť náklady na vykurovanie.

Záver

Elektrické kúrenie, či už prostredníctvom elektrokotla alebo tepelného čerpadla, môže byť efektívnym a komfortným riešením, najmä v dobre izolovaných budovách s nízkou potrebou tepla alebo v kombinácii s obnoviteľnými zdrojmi energie. Dôkladný výpočet tepelných strát a zváženie všetkých dostupných technológií a úsporných opatrení je nevyhnutné pre optimálne rozhodnutie.

tags: #potreba #tepla #na #vykurovanie #elektrokotol