Električno ogrevanje v zasebni hiši: pregled najboljših vrst električnih ogrevalnih sistemov

Izbira ogrevalnega sistema je ključno vprašanje, od katerega rešitve sta odvisna bivalno udobje in ohranitev finančnih sredstev lastnika. Ob pregledovanju različnih možnosti je vredno posvetiti pozornost električnemu ogrevanju v zasebni hiši, oceniti njegove prednosti in slabosti, da ga primerjamo z drugimi ponudbami.

Sodobni sistemi, ki jih poganja električna energija, so zelo raznoliki. Vsi ne porabljajo pretirano velike količine elektrike. Podrobno si oglejmo vsakega od njih.

Zakaj izbrati električno ogrevanje?

Splošno prepričanje je, da je ogrevanje hiše s sistemi, ki delujejo na elektriko, preveč stroškovno. Zato njihove prednosti nekako niso upoštevane.

Električni ogrevalni sistemi sodijo med najbolj okolju prijazne. Ne povzročajo nobenih izpustov v ozračje.

To je popolnoma napačno, saj imajo električni sistemi številne pomembne prednosti, ki jih ugodno razlikujejo od drugih vrst ogrevanja:

• Varnost. Oprema ne deluje z odprtim ognjem in eksplozivnimi snovmi, kot drugi ogrevalni aparati. Kakovostno položena napeljava je zanesljiva zaščita pred morebitnim vžigom.
• Enostavnost upravljanja in vzdrževanja. Avtomatski sistemi uravnavajo delovanje opreme, kar zahteva minimalen človeški poseg. Elementi, ki bi zahtevali redno menjavo ali čiščenje, ne obstajajo.
• Popolna okoljska varnost. Med delovanjem sistem ne sprošča strupenih snovi, zato ga je mogoče namestiti v katerem koli prostoru.
• Ni potrebe po shranjevanju zaloge goriva. Zato ni potrebno posebno skladišče za vnetljive materiale.
• Kompaktnost. Večina opreme se ponaša z majhnimi dimenzijami. Raznolik dizajn naprav omogoča enostavno izbiro modela za vsak stil notranjosti.
• Nizka cena. V primerjavi z ogrevalnimi napravami drugih tipov je cena takšne opreme bistveno nižja.

Med pomembne pomanjkljivosti električnih sistemov je poleg precej visoke cene električne energije treba po pravici omeniti popolno energetsko odvisnost opreme.

To pomeni, da bodo ob prekinitvi dobave električne energije vsi aparati prenehali delovati, kar bo še posebej opazno na območjih s pogostimi izpadi. Poleg tega bo za nemoteno delovanje opreme potrebno močno električno omrežje, ki ga ni povsod.

Za ureditev vodnega ogrevanja z električnim kotlom izberejo samo zaprt sistem z membransko ekspanzijsko posodo, s katero se uravnava tlak v sistemu.

Vodno ogrevanje z električnim kotlom

Predstavlja standarden sistem s tekočim hladilnim sredstvom, ki kroži po ogrevalnem krogu. Njegova glavna razlika je v tem, da se segrevanje hladilnega sredstva izvaja samo z uporabo električnega kotla.

Zaradi tega bo imel tak sistem nekatere posebnosti. Predvsem je lahko samo zaprtega tipa in mora biti opremljen z membransko ekspanzijsko posodo.

Sicer se ne bo mogoče izogniti neenakomernosti ogrevanja prostorov, izgubam hitrosti in moči toplotne izmenjave, kar bo povzročilo preveliko porabo električne energije in s tem neupravičene stroške. Iz istih razlogov ni priporočljivo namestiti sistema z naravno cirkulacijo.

Optimalna možnost je prisilna cirkulacija hladilnega sredstva, kar bo omogočilo maksimalen prihranek električne energije. Za delo s takim ogrevalnim sistemom lahko uporabimo tri vrste električnih kotlov. Oglejmo si prednosti in slabosti vsakega izmed njih.

Kotli z grelniki tipa TEN

V vsako od takih naprav so nameščeni grelci TEN. To so grelni elementi, ki delujejo po principu uporovnega segrevanja prevodnika, skozi katerega teče električni tok.

Ker morajo delovati v tekočini, je na naprave dodatno nameščena zaščita v obliki vodotesnega ohišja in zanesljive izolacije. Zato se moč grelcev TEN nekoliko zmanjša.

Na sliki je prikazana konstrukcija električnega kotla z grelnim elementom TEN

Posledično je izkoristek vsakega takega grelnika največ 80 %. Zato je treba, da bi kotli tega tipa segrevali nosilec toplote na zahtevano temperaturo, bodisi povečati število grelnih elementov (TEN-ov) bodisi namestiti grelnike večje moči.

V vsakem primeru so izgube energije neizogibne, kar negativno vpliva na ekonomičnost naprav tega tipa. Najpogosteje proizvajalci v en kotel namestijo 3-4 grelne elemente (TEN-e). Predvideni so različni načini delovanja naprave. Odvisno od tega se lahko vključijo vsi grelni elementi, le eden od njih ali skupine elementov.

Moč električnih kotlov tipa TEN se giblje od 3 do 50 kW. Najmočnejši modeli so namenjeni priključitvi na trifazno omrežje, manj močni pa lahko delujejo na enofazno.

Razporeditev grelnih elementov (TEN-ov) v napravi je lahko različna, kar vpliva na njihov videz. Lahko so izdelani v obliki valjev s »skritimi« grelnimi elementi v notranjosti in z nadzornim blokom, nameščenim v ločenem ohišju, ali pa imajo običajno pravokotno obliko z upravljalnimi elementi na ohišju.

Cena kotlov tega tipa je zelo nizka, kar je posledica njihove neekonomičnosti.

Med obratovanjem se površina grelnega elementa (TEN-a) prekrije z vodnim kamnom in usedlinami soli, zato ga je treba redno menjati.

Naprave z grelnimi elementi TEN imajo tudi druge pomanjkljivosti. Predvsem je kratka »življenjska doba« grelnega elementa. Med obratovanjem naprave se prekrije z usedlinami soli in odpove.

Zato je redna menjava grelnih elementov (TEN-ov) za takšno napravo potrebna. Še en »minus« je, da se ob zagonu opreme z majhno količino nosilca toplote ali brez njega grelniki pokvarijo.

Kotli z elektrodnim principom delovanja

Načelo delovanja naprave se bistveno razlikuje od modelov z grelnimi elementi TEN. Za pridobivanje toplote se uporabljajo frekvenčna nihanja v izmeničnem omrežju, ki povzročijo nihanje ionov v elektrolitu, kar vodi do njegovega hitrega segrevanja.

Sam kotel predstavlja ohišje z dvema elektrodama, potopljenima v nosilec toplote, ki ga igra prevodna tekočina ali elektrolit. Najpogosteje se v ta namen uporablja antifiz določene znamke.

Elektrodne naprave se ugodno razlikujejo po kompaktnosti in majhni teži, pri tem pa je njihova grelna moč visoka. Takšne kotle je mogoče namestiti v skupinah, pri čemer se po potrebi zažene eno ali več naprav hkrati. Še ena prednost elektrodne opreme je njena skoraj popolna neobčutljivost na nihanja napetosti v omrežju.

Elektrodni kotli so zelo kompaktni, kar jih ugodno razlikuje od analogov TEN-ovega tipa.

Varen razpon nihanj za njih je 15–20 %, kar je precej veliko. Vendar je za naprave zelo pomembna stabilnost frekvence izmeničnega toka. Elektrodni kotli so popolnoma požarno varni, saj se takšna naprava ne more pregreti, in če ni toplotnega nosilca, se preprosto ne vklopi.

Naprava se segreva zelo hitro. Po ekonomičnosti presega TEN-ov analog za 20 %, to pomeni, da je njen izkoristek približno 98 %. Poleg tega je mogoče povečati njeno zmogljivost.

To se doseže z vezavo naprave s kovinskimi cevmi. Tako se območje ionizacije toplotnega nosilca znatno razširi, kar povzroči učinek povečanja zmogljivosti. Cena elektrodnih kotlov ni visoka. Zato so, ko se je takšna oprema šele pojavila, veljali za skoraj idealno ogrevalno napravo.

Vendar so se med obratovanjem pokazale tudi pomanjkljivosti. Predvsem je to nestabilna moč naprave.

Moč je zelo odvisna od kemične sestave elektroprevodne tekočine in njene temperature, saj se že pri majhnih odstopanjih spremeni električna prevodnost raztopine, kar povzroči spremembe v intenzivnosti segrevanja. Poleg tega se elektrodni sistem zelo slabo podreja avtomatskemu upravljanju in nastavitvam.

Elektrodne kotle je mogoče nameščati v skupinah, kar omogoča veliko udobje pri njihovem obratovanju.

Za kotle tega tipa je izredno pomembna sestava in čistost toplotnega nosilca. V primeru neupoštevanja razmerij raztopine ali njene onesnaženosti izginejo vse prednosti takšnega sistema. Zato je treba najmanj enkrat letno opraviti korekcijo kemične sestave elektrolita.

Z enako pogostostjo bo treba čistiti toplotni izmenjevalnik in celoten ogrevalni sistem od solnih usedlin, ki se bodo kopičile precej hitro. Obvezen pogoj za priključitev električnega ogrevalnega sistema hiše elektrodnega tipa je obstoj ozemljitvene zanke.

Tako kljub temu, da so takšne ogrevalne naprave bolj ekonomične od njihovih TEN-ovih analogov, niso posebej iskane. Precejšnje število pomanjkljivosti naredi njihovo uporabo za ogrevanje zasebne hiše nekoliko neprijetno.

Ogrevalni kotli indukcijskega tipa

To so najbolj dovršeni predstavniki električnih ogrevalnih sistemov. Osnova teh naprav je načelo elektromagnetne indukcije. Vse se odvija na naslednji način. Skozi primarno navitje, ki se nahaja v jedru naprave, teče električni tok.

Inducira napetost v sekundarnem navitju, ki se nahaja bližje ohišju naprave. Ta predstavlja labirintni sistem cevi, po katerih teče toplotni nosilec.

Na sliki je shematično prikazan indukcijski kotel in načelo njegovega delovanja

Pri zaprtju sekundarnega tokokroga nastane uporovno segrevanje vodnika in posledično toplotnega nosilca. Pri tem ni nobenih izgub energije, zato je izkoristek takega sistema skoraj 100%.

Segrevanje tekočine poteka zelo hitro in enakomerno. Indukcijski kotli so zelo ekonomični. Ta kazalnik se še poveča zaradi samoindukcije sistema, ki je povezana z dodatno jalovo močjo.

Proizvajajo jo tokovi, ki tečejo po sekundarnem zaprtem tokokrogu. Pri tem so vrednosti nastale dodatne moči precej velike. Nekoliko drugače deluje različica induktivnega kotla – vrtinčni indukcijski grelnik ali VIN.

Na njegovo primarno navitje pride napetost, ki se predhodno pretvori v visokofrekvenčno. Tako se jakost elektromagnetnega polja močno poveča.

Kaj daje tako hitro povečanje jakosti toka, ki ga generira to polje? Posebnost kotla VIN je, da nima sekundarnega navitja. Namesto njega se uporabljajo vse kovinske površine opreme.

Posebej so izdelani iz materialov z izrazitimi feromagnetnimi lastnostmi. Pojav vrtinčnih tokov povzroči premagnetizacijo, kar povzroči močno in skoraj takojšnje segrevanje feromagnetnih zlitin.

Indukcijski kotli so kompaktni, vendar imajo pri tem znatno težo

Posledično v procesu izmenjave toplote sodelujejo skoraj vsi masivni elementi ohišja, kar omogoča doseganje zelo visokega izkoristka, ki se približuje 100%. Indukcijski kotli obeh različic se odlikujejo po znatni teži in razmeroma majhnih dimenzijah. Lahko jih namestimo posamično ali v skupinah, slednje daje znatne prednosti pri organizaciji ogrevanja stavbe.

Kotel indukcijskega tipa za ureditev počitniške hišice ali manjše zasebne hiše lahko naredite sami. Navodila za sestavo indukcijskega kotla, navedena v članku, ki ga priporočamo, vam bodo pomagala izbrati optimalno možnost in pravilno sestaviti agregat.

Med prednosti indukcijskih kotlov lahko uvrstimo hitro, skoraj trenutno segrevanje. Oprema se enostavno prilagaja, zato so nanjo nameščeni avtomatski krmilni bloki, ki zagotavljajo natančne nastavitve. Z vidika električne in požarne varnosti so te naprave najugodnejše v primerjavi s podobnimi napravami drugih vrst.

Visok izkoristek indukcijskih naprav se ne zmanjša niti po dolgotrajni uporabi. To je povezano s tem, da se v napravi ne nabirajo solne usedline ali vodni kamen. Te se odstranijo z visokofrekvenčnimi mikrovibracijami, ki spremljajo delovanje opreme. Iz istega razloga ni posebnih zahtev glede kemične sestave hladilne tekočine. Kotli do nje niso občutljivi.

Uporaba indukcijskih kotlov omogoča prihranek električne energije v višini približno 40 % v primerjavi z uporabo električnih kotlov drugih vrst.

Še ena prednost je dolga življenjska doba indukcijskih kotlov. Brez pretiravanja se lahko šteje v desetletjih. To je posledica dejstva, da oprema preprosto nima ranljivih komponent. Stik električnega dela naprave s hladilno tekočino je popolnoma odsoten.

Težave se lahko pojavijo le pri varjenih spojih, ki običajno zdržijo zelo dolgo. Glavna prednost opreme te vrste je v ekonomičnosti.

Praksa kaže, da omogoča prihranek do 40 % električne energije v primerjavi s svojimi grelnimi in elektrodnimi analogi. Med pomanjkljivostmi je treba omeniti rahel vibracijski hrup, ki ga kotli oddajajo med delovanjem.

Masivnost, kar zahteva pozornost pri montaži, zlasti če je naprava pritrjena na steno. Še ena pomanjkljivost je dokaj visoka cena indukcijskih naprav.

Oprema za infrardeče ogrevanje

Za ogrevanje svoje podeželske hiše z elektriko lahko uporabite sodobne sisteme infrardečega ogrevanja. Za njihovo delovanje se uporablja princip valovnega prenosa energije na določeno razdaljo.

Vse poteka na naslednji način. Oddajnik pretvori električno energijo v val infrardečega območja in ga odda. Valovi se premikajo, dokler ne zadenejo kakršne koli neprozorne površine.

Porazdelitev temperatur pri uporabi infrardečega ogrevanja je za človeka veliko bolj udobna kot pri uporabi tradicionalnih načinov ogrevanja.

Tukaj se pretvorijo v toplotno energijo in segrejejo telo, ki jim je na poti. Tako segret predmet, naj bo to večje pohištvo, tla ali stena, začne oddajati toploto v ozračje in s tem segreva zrak v prostoru.

Na ta način poteka čim bolj enakomerno ogrevanje prostora, pri čemer so temperature razporejene na način, ki je za človeka najbolj udoben. Pri tem praktično ni izgub energije, kar zagotavlja visoko učinkovitost infrardečih grelnikov.

Izdelujejo se v različnih različicah. Še posebej priljubljena je posebna infrardeča folija z vtisnjenimi karbonskimi sevalci. Uporablja se za ureditev sistema talnega ogrevanja, lahko se uporablja na stropu in na stenah. Folija se prekrije s katerim koli zaključnim materialom, kar ne vpliva na njene lastnosti.

Debelina infrardeče folije je majhna, pod katero koli oblogo je nevidna. Sistem je odporen na vlago, dinamične obremenitve mu ne škodijo. Primeren je za razstavljanje in kasnejšo uporabo.

V prodaji lahko najdete infrardeče grelnike, tako običajne kot tudi izvedene v obliki plošč različnih velikosti. Prav tako so namenjeni pritrditvi na stene ali strop. Res pa je, da v tem primeru gre bolj za dodatno ogrevanje kot za osnovno.

Po ekonomičnosti infrardeča oprema presega vse znane električne ogrevalne sisteme. To je zato, ker lahko prostor zelo hitro ogreje, nato pa avtomatska krmilna enota periodično vklopi/izklopi napravo ter vzdržuje želeni temperaturni režim.

Med pomanjkljivosti infrardečih sistemov lahko štejemo strogo usmerjenost ogrevanja. Naprava greje le območje, ki je pred njo. Zato se na primer infrardeča folija polaga po celotnem obodu tal ali stropa.

Še ena pomanjkljivost je dokaj visoka cena takšne opreme, zlasti če je treba kupiti material za ureditev talnega ogrevanja ali sistem PLEN za strop. Vendar je treba priznati, da se takšne naložbe sredstev dokaj hitro povrnejo.

Sodobni infrardeči grelniki so lahko izdelani v obliki dekorativne plošče

Električni grelni konvektorji

Delovanje teh naprav je podobno delovanju grelnih radiatorjev. Prav tako se segrejejo in oddajajo toploto okoliškemu zraku. Razlika je v tem, da v konvektorjih ni prenosnika toplote. Zato sistemi dovodnih/odvodnih cevi niso potrebni.

Namesto tega so v napravi nameščeni grelni elementi (TEN), ki segrevajo njeno površino. Za zajem hladnega zraka je namenjen spodnji del naprave.

Zrak prodira v notranjost konvektorja skozi posebno mrežo. Ko se segreje od grelnega elementa (TEN), se dvigne višje in izstopi skozi zgornjo rešetko.

Med delovanjem grelne naprave nastane stabilen vzpenjajoč se tok toplega zraka, ki dovolj hitro ogreje prostor. Za uravnavanje temperature ogrevanja je oprema opremljena s termostatom, lahko je nameščen avtomatski krmilni blok.

Proizvajalci izdajajo široko paleto modelov naprav različnih moči in oblik. Za prostore s povečano vlažnostjo lahko kupite naprave s posebno zaščito. S kriteriji za izbiro električnega konvektorja se seznanite v naslednjem članku, ki ga priporočamo v branje.

Konvektorji so izjemno preprosti za uporabo in varni. Grelni element naprave se nahaja v njenem ohišju, zunanja plošča pa se zelo malo segreje, zato se na njej ni mogoče opeči.

Na sliki je shematično prikazan princip delovanja električnega konvektorja: hladne zračne mase se vsesajo v napravo od spodaj in se po obdelavi izpustijo na vrhu.

Ogrevalne naprave so tihe, zato ne povzročajo nobenih neprijetnosti. Na voljo so različne različice konvektorjev, med katerimi so mobilni prenosni modeli. Obstajajo naprave, namenjene vgradnji v tla. Namestijo jih pod okna, pred vrata in na druga podobna mesta, kjer naprave ustvarjajo učinkovito toplotno zaveso, ki preprečuje vdor hladu v prostor.

Med negativne značilnosti konvektorjev spada njihova majhna moč. Zato bo za ogrevanje stavbe potrebno precej veliko število le-teh, kar predstavlja resno obremenitev za električno napeljavo. Poleg tega je učinkovitost takšnih naprav nizka. Porabijo precej veliko količino električne energije.

Različica električnega konvektorja, ki se vgradi neposredno v tla

Električni sistemi »topla tla«

Njihov princip delovanja temelji na uporabi uporovnih vodnikov, ki se segrejejo ob prehodu električnega toka skozi njih. V bistvu električno talno ogrevanje predstavlja grelni kabel, ki je lahko dvožilni ali enožilni, kar določa način njegovega polaganja.

Obstajajo različice, opremljene s polprevodniško matriko. To so tako imenovani samoregulacijski kabli, ki lahko nadzorujejo segrevanje.

Za ureditev talnega ogrevanja se lahko uporabi grelni kabel, ki se polaga neposredno v estrih. Druge možnosti namestitve zanj ni. V tem primeru cementni estrih postane nekakšen akumulator toplote.

Bolj priročna možnost za polaganje so električne preproge. Te predstavljajo enak grelni kabel, ki je pritrjen na mrežo iz steklenih vlaken.

Prednost preprog je možnost polaganja ne le v estrih. V nekaterih primerih, na primer pod keramične ploščice, tak sistem lahko položite neposredno v lepilo, katerega plast bo treba nekoliko povečati.

Glavna pomanjkljivost obeh variant kabelskega tal je ta, da ob poškodbi enega od delov sistema del konstrukcije, ki je za njim, preneha delovati.

Pri montaži se grelni kabel položi tako, da se njegovi deli ne dotikajo.

Te pomanjkljivosti nimajo palične grelne preproge. Sestavljene so iz parov vodnikov, povezanih z vzporedno nameščenimi palicami.

Sistem deluje po načelu samoregulacije stopnje gretja. Talna ogrevanja katere koli vrste so opremljena s termostatom, ki nadzoruje segrevanje naprave do določene temperature, nato pa se oprema izklopi.

Periodično samodejno vključevanje sistema poteka samo zato, da se ohrani nastavljena temperatura. Tak način delovanja omogoča prihranek električne energije, vendar je tako ogrevanje še vedno precej energetsko potratno.

Zato ga pogosteje uporabljajo kot dodatni sistem ogrevanja in za ustvarjanje posebej udobnih toplih con v prostorih. To so lahko na primer prostori za otroške igre ali tla v kopalnici.

Palični sistemi delujejo naprej tudi ob izpadu enega od elementov.

V gospodinjstvih uporabljene vrste električnih talnih ogrevanj so navedene tukaj. Tistim, ki želijo primerjati različne možnosti sistemov in oceniti njihove prednosti in slabosti, priporočamo, da preberejo vsebino tega članka.

Zaključki in koristen video na to temo

Video pregled bo povedal, kateri električni kotel izbrati za svoj dom:

Oglejmo si značilnosti različnih vrst električnih talnih ogrevanj:

Kako deluje infrardeče ogrevanje:

Oljne radiatorje, električne grelnike in podobno opremo lahko uvrstimo v kategorijo »včerajšnjega dneva«. Z njihovo pomočjo je praktično nemogoče organizirati celovito ogrevanje. Poleg tega so zelo neekonomični, zato bodo računi za elektriko preprosto astronomski.

Zgoraj obravnavani električni ogrevalni sistemi so učinkoviti in se lahko uporabljajo za zasebne hiše. Pomembno le je, da je stavba dobro izolirana, sicer bo treba plačevati preveč za elektriko.

Kakšen tip električnih ogrevalnih sistemov uporabljate Vi za izboljšanje udobja v svojem domu? Morda so Vam znane koristne podrobnosti o izbiri in uporabi ogrevalne električne opreme? Pišite, prosim, komentarje, puščajte fotografije na temo članka, zastavljajte vprašanja v spodnjem bloku.