Kaip elektra tampa šiluma jūsų namuose
Elektrinės šildymo sistemos šiandien yra vienas populiariausių būdų šildyti patalpas, ypač ten, kur nėra galimybės prisijungti prie centralizuoto šildymo ar dujų tiekimo. Pagrindinis principas čia paprastas kaip grабли – elektros energija paverčiama šiluma. Bet kaip tai iš tikrųjų vyksta ir kodėl kartais jūsų sąskaitos už elektrą atrodo lyg būtumėte šildę visą kvartalą?
Viskas prasideda nuo paprasto fizikos dėsnio, kurį atrado dar XIX amžiuje mokslininkas Jamesas Prescottas Joule’is. Kai elektros srovė teka per laidininką, kuris turi tam tikrą varžą, dalis energijos išsiskiria šilumos pavidalu. Kuo didesnė varža, tuo daugiau šilumos. Būtent šis principas ir yra visų elektrinių šildytuvų širdis – nuo paprasčiausio radiatorių iki sudėtingų infraraudonųjų spindulių sistemų.
Elektriniai šildytuvai veikia maždaug 99% efektyvumu, nes beveik visa sunaudota elektros energija paverčiama šiluma. Skamba puikiai, tiesa? Bet čia yra vienas niuansas – elektros energijos gamyba elektrinėse yra kur kas mažiau efektyvi, todėl bendras energijos grandinės efektyvumas nėra toks įspūdingas.
Konvekcinis šildymas – klasika, kuri veikia
Konvekciniai šildytuvai yra tie patys įprastiniai radiatoriai ar panelės, kuriuos matote daugelyje namų. Jų veikimo principas grindžiamas oro cirkuliacija. Šaltas oras patenka į šildytuvo apačią, ten jis šildomas elektriniu elementu, tampa lengvesnis ir kyla į viršų. Taip susidaro natūrali oro srovė – konvekcija.
Viduje tokio šildytuvo yra metalinis spiralinis elementas arba plokščias kaitinimo elementas, kuris įkaista iki 80-100 laipsnių temperatūros. Daugelis modernių modelių turi termostatus, kurie automatiškai išjungia šildytuvą pasiekus nustatytą temperatūrą. Tai ne tik patogiau, bet ir ekonomiškiau – šildytuvas nedirba be reikalo.
Vienas iš konvekcinių šildytuvų privalumų – jie gana greitai sušildo patalpą, ypač jei tai nedidelis kambarys. Tačiau yra ir trūkumų. Tokia šildymo sistema kelia dulkes, nes nuolat cirkuliuoja oras. Be to, šiluma pasiskirsto nelygiai – prie lubų visada šilčiau nei prie grindų. Jei turite aukštus lubas, pusė šilumos tiesiog „gyvena” viršuje, kur jūs jos nepasieksite.
Aliejiniai radiatoriai – šilumos akumuliatoriai
Aliejiniai radiatoriai atrodo kaip senamadiškas centrinio šildymo radiatorius, tik su elektros laidu. Viduje jų yra specialus terminis aliejus ir elektrinis kaitinimo elementas. Kai įjungiate tokį šildytuvą, elementas šildo aliejų, o aliejus perduoda šilumą metaliniam korpusui.
Kodėl naudojamas aliejus, o ne tiesiog metalas? Atsakymas paprastas – aliejus puikiai kaupia šilumą ir lėtai ją atiduoda. Tai reiškia, kad net išjungus šildytuvą, jis dar ilgai šildys patalpą. Tai savotiškas šilumos bankas. Kita vertus, tokiam šildytuvui reikia laiko įšilti – kartais net 20-30 minučių, kol pajusite rezultatą.
Aliejiniai radiatoriai yra saugesni nei atviri spiralės šildytuvai, nes jų paviršius neįkaista taip stipriai. Galite prisilietę nusideginti, bet ne taip skaudžiai kaip prie spiralės. Jie taip pat netinka greitam šildymui – jei grįžote į šaltą namą ir norite greitai sušilti, aliejinis radiatorius nėra geriausias pasirinkimas.
Infraraudonieji šildytuvai – šiluma iš kosmoso
Dabar pereikime prie kažko įdomesnio. Infraraudonieji šildytuvai veikia visiškai kitaip nei konvekciniai. Jie nešildo oro – jie šildo objektus. Principas toks pat kaip saulės spinduliai: infraraudonoji spinduliuotė keliauja per orą nesušildydama jo ir šildo tai, į ką pataiko – jus, baldus, sienas, grindis.
Tokio šildytuvo viduje yra specialus elementas (dažniausiai kvarcinis ar anglies pluošto), kuris įkaista iki labai aukštos temperatūros ir spinduliuoja infraraudonąją energiją. Kai ši energija pataiko į objektą, ji absorbuojama ir paverčiama šiluma. Tai labai efektyvu, nes nešvaistote energijos šildydami visą oro tūrį kambaryje.
Infraraudonieji šildytuvai puikiai tinka terasoms, garažams, dirbtuvėms – vietoms, kur nereikia šildyti visos erdvės arba kur yra prasta izoliacija. Jie taip pat nekelią dulkių, nes oro cirkuliacijos nėra. Tačiau yra vienas dalykas – kai išjungiate tokį šildytuvą, šiluma greitai išnyksta, nes objektai atvėsta greičiau nei oras.
Grindų šildymas – komfortas po kojomis
Elektrinis grindų šildymas – tai sistema, kuri montuojama po grindų danga. Yra du pagrindiniai tipai: kabelinis ir plėvelinės sistemos. Kabelinėse sistemose specialūs šildomieji kabeliai klojami į grindų konstrukciją (dažniausiai į betono sluoksnį). Plėvelinės sistemos – tai plonos infraraudonosios plėvelės, kurias galima kloti net po laminatu ar viniline danga.
Kabeliai veikia taip pat kaip ir bet kuris kitas elektrinis šildytuvas – varža sukelia šilumą. Bet čia šiluma sklinda labai tolygiai per visą grindų plotą. Tai sukuria labai malonų komforto pojūtį, nes šiluma kyla iš apačios į viršų – būtent taip, kaip mums patinka. Kojos šiltos, galva vėsi – idealu.
Grindų šildymo sistemos valdymas paprastai vyksta per termostatus, kurie gali būti labai protingi. Galite nustatyti skirtingas temperatūras skirtingu paros metu, programuoti savaitės režimus, net valdyti per išmanųjį telefoną. Tai leidžia nemažai sutaupyti – sistema dirba tik tada, kai reikia.
Vienas iš didžiausių grindų šildymo privalumų – jokių radiatorių ant sienų, daugiau vietos baldams, švaresnė estetika. Trūkumas – jei kas nors sugenda, reikia ardyti grindis. Todėl labai svarbu, kad sistema būtų sumontuota kokybiškai ir patikrinta prieš užpilant betoną ar klojant dangą.
Šilumos siurbliai – kai elektra dirba protingai
Šilumos siurbliai – tai jau kitas lygis. Techniškai tai irgi elektrinė šildymo sistema, bet ji veikia ne tiesiog paversdama elektrą šiluma, o naudodama elektrą šilumai perkelti iš vienos vietos į kitą. Skamba kaip magija? Iš tikrųjų tai tas pats principas kaip šaldytuve, tik atvirkščiai.
Šilumos siurblio viduje cirkuliuoja specialus šaldymo agentas, kuris geba garuoti žemoje temperatūroje. Lauko blokas surenka šilumą iš oro (taip, net žiemą ore yra šilumos!), šaldymo agentas garuoja ir absorbuoja šią šilumą. Paskui kompresorius suspaudžia šias garus, jie dar labiau įkaista, ir ta šiluma perduodama į namus. Elektra čia naudojama tik kompresoriui ir ventiliatoriams, o ne tiesiogiai šilumai gaminti.
Efektyvumas čia stulbinantis – už 1 kWh elektros energijos galite gauti 3-4 kWh šilumos. Tai vadinamas COP (Coefficient of Performance) koeficientas. Žinoma, kai lauke labai šalta, efektyvumas krenta, bet vis tiek lieka geresnis nei tiesioginis elektrinis šildymas.
Yra skirtingi šilumos siurblių tipai: oras-oras (kaip kondicionieriai), oras-vanduo (šildo vandens sistemą), žemė-vanduo (geoterminis). Kiekvienas turi savo privalumų ir tinka skirtingoms situacijoms. Geoterminis yra efektyviausias, bet ir brangiausias įrengti, nes reikia gręžti gręžinius ar kloti kolektorius po žeme.
Akumuliaciniai šildytuvai – naktinė ekonomija
Akumuliaciniai elektriniai šildytuvai – tai protingas sprendimas tiems, kas turi dvitarifį elektros skaitiklį. Idėja paprasta: naktį elektra pigesnė, todėl šildytuvas naktį kaupia šilumą specialiuose akumuliaciniuose blokuose (dažniausiai tai specialūs keramikos blokai), o dieną tą šilumą atiduoda.
Tokių šildytuvų viduje yra galingi kaitinimo elementai ir didelės masės akumuliacinė medžiaga, kuri gali išlaikyti šilumą 8-12 valandų ar net ilgiau. Tai kaip įkrauti akumuliatorių, tik ne elektros, o šilumos. Sistema valdoma taip, kad maksimalus kaitinimas vyktų pigiu tarifu, o dieną šildytuvas tiesiog atiduoda sukauptą šilumą.
Tokia sistema gali sutaupyti iki 30-40% elektros sąskaitų, palyginti su įprastu elektriniu šildymu. Tačiau reikia tiksliai apskaičiuoti, kiek šilumos jums reikia, nes jei akumuliuosite per mažai, dieną gali būti šalta, o jei per daug – švaistysitės energiją. Modernūs modeliai turi prognozinius valdymo algoritmus, kurie atsižvelgia į oro prognozes ir jūsų įpročius.
Ką reikia žinoti prieš pasirenkant elektrinį šildymą
Elektrinės šildymo sistemos yra patogios, švarios, nesudėtingos įrengti, bet jos nėra pigios eksploatuoti. Elektros kaina Lietuvoje nėra maža, todėl labai svarbu pasirinkti tinkamą sistemą ir tinkamai ją valdyti. Jei jūsų namas gerai apšiltintas, elektrinė sistema gali būti ekonomiškas sprendimas. Jei izoliacija prasta, ruošitės didelėms sąskaitoms.
Prieš renkantis sistemą, apskaičiuokite savo šildymo poreikius. Paprastai reikia apie 100 W šildymo galios vienam kvadratiniam metrui, bet tai priklauso nuo lubų aukščio, langų ploto, izoliacijos kokybės. Geriau pasikonsultuoti su specialistu, kuris atliks tikslų skaičiavimą.
Termostato kokybė yra be galo svarbi. Protingas termostatas gali sutaupyti 20-30% energijos. Programuojami termostatai, kurie leidžia nustatyti skirtingas temperatūras skirtingu laiku, atsipirks per kelerius metus. O jei galite investuoti į išmanųjį termostatą, kuris mokosi jūsų įpročių ir prisitaiko – dar geriau.
Nepamirškite, kad elektrinė sistema veikia tik tada, kai yra elektra. Jei jūsų rajone dažni elektros nutraukimai, turėtumėte turėti atsarginį šildymo šaltinį. Taip pat svarbu turėti tinkamą elektros instaliaciją – seni laidai ir silpnas skydinė gali būti pavojingi, kai prijungiate galingus šildytuvus.
Šildymo sistemos pasirinkimas priklauso nuo daugelio faktorių: namo dydžio, izoliacijos, jūsų biudžeto, elektros tarifo tipo. Konvekciniai šildytuvai geri kaip papildomas ar laikinas šildymas. Grindų šildymas idealus naujiems namams ar renovacijai. Šilumos siurbliai – geriausias ilgalaikis sprendimas, jei galite investuoti į įrengimą. Akumuliaciniai šildytuvai tinka, jei turite dvitarifį skaitiklį. Kiekviena sistema turi savo vietą ir paskirtį, svarbiausia – pasirinkti tai, kas tinka būtent jūsų situacijai ir poreikiams.