Teplo

6.3.3.2

Teplo

Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv

Elektrické teplo představuje podstatnou část spotřeby vyrobené elektrické energie. Je využíváno jak přímo pro výrobu, tak i k vytápění obytných i jiných místností. Charakteristickou vlastností elektrického tepla (ať je využité pro technologické účely nebo pro vytvoření přijatelné tepelné pohody v kancelářích či obytných místnostech) je skutečnost, že je to záležitost konečného spotřebitele, tzn. zákazníka (odběru) v síti nízkého napětí. V případě použití elektrického tepla k vytápění, můžeme hovořit i o poměrně slušné regulační kapacitě v celém elektroenergetickém systému.

 NahoruTeplo pro technologické účely

Elektrické teplo pro technologické potřeby v dnešní době ohřívá i taví základní materiál pro další zpracování. Tak lze hovořit o teple:

1. indukčním,

2. odporovém,

3. mikrovlnném.

Elektrické teplo pro technologické účely se volí podle potřeb příslušné technologie. Tak se indukční ohřev používá k ohřevu kovových materiálů před jejich opracováním na lisech, bucharech i jiných zařízeních, odporového ohřevu se používá k tavení kovových materiálů před jejich litím, nebo svařením. Naopak mikrovlnný ohřev je schopen ohřát i nekovové materiály, zejména v gastronomii.

 NahoruElektrické teplo pro vytápění

Elektrické teplo využívané k vytápění pracovních a obytných místností je dnes již zcela řízeno (regulováno) hromadným dálkovým ovládáním. S ohledem na charakteristické vlastnosti elektrotepla, charakter zatížení a možné způsoby regulace procesu vytápění, charakter vytápěných místností, může distribuční společnost (provozovatel příslušného distribučního systému) vhodně využít elektrického výkonu potřebného k výrobě tepla, k efektivní účinné regulaci tvorby denního diagramu spotřeby oblasti či regionu. S ohledem na tepelnou setrvačnost většiny vytápěných objektů, není na závadu i několikahodinové přerušení dodávky elektrické energie pro vytápění. Tak může být využito toto zatížení do denních propadů zátěžového diagramu a tím vyrovnávat odběrový diagram.

Elektrické teplo se podle způsobu přeměny elektrické energie na tepelnou a její spotřeby dělí na přímotopné a akumulační

 NahoruPřímotopné vytápění

Elektrické přímotopné vytápění dosáhlo maxima své obliby v letech 1994 až 1996 kdy se zdálo, že to bude levnější alternativa centrálnímu zásobování teplem. Bohužel se tato perspektiva nepotvrdila a tak se v současnosti jedná o jedno z nejdražších topení, zejména v rodinných domech. Proto je při jeho zavádění třeba dodržet některé zásady, které mohou způsobit, že tento nejkomfortnější způsob vytápění bude ekonomicky únosný. Je třeba před zavedením elektrického topení zvážit, zda je vůbec objekt, který chceme vytápět elektřinou vhodný k takovému vytápění. Pokud tomu tak není, je třeba zvážit, zda je možné objekt upravit tak, aby byl vhodný. Nejprve zvažujeme důkladně zaizolovat obvodové zdi vytápěného objektu včetně úpravy nebo výměny oken. Následně zvážíme, zda náklady na tepelné úpravy nebudou znamenat, že celý projekt bude příliš nákladný. Pokud se podaří snížit tepelné ztráty na minimum, nevychází obvykle cena takovéhoto tepla příliš nepříznivě. Dále je třeba si uvědomit, že ne všude je vhodné elektrické přímotopy budovat, nebo provozovat. V dnešní době je tento systém vhodnější budovat v prostorech, které jsou využívány nepravidelně a ve kterých můžeme využít výhody možnosti dálkově toto topení spustit. Tak např. v chatách a chalupách je tento systém vhodný při dodržení shora uvedených podmínek, nebo jako topení doplňkové, které využíváme k rozběhu topení hlavního. Po našem příjezdu potom převezme vytápění kotel na tuhá paliva, která jsou podstatně levnější. Protože se jedná o nejkomfortnější formu topení, kterou je navíc možno plně regulovat, je nutné postarat se i o komfortní regulaci. V neposlední řadě je nutné si uvědomit, že přetápění místností a trvale otevřená okna jsou minulostí. Větrá se krátce ale intenzivně a teplota se udržuje na hodnotě dané příslušnou normou. Své opodstatnění má dále toto topení v lokalitách, kde je problematické přivedení zemního plynu, nebo kde vadí jakékoliv exhalace. Proto se v budoucnu toto vytápění směřuje do historických center starých měst, na hory nebo do jiných chráněných lokalit.

 NahoruTeplovodní systém

Nejjednodušší využití elektrického přímotopného systému je doplnit stávající teplovodní ústřední topení malým vodním přímotopným elektrokotlem. Ten pak v sérii s původním kotlem, většinou na uhlí, zabezpečí i funkci, kterou jsme popsali již dříve. Z hlediska vnějšího projevu se takovéto přímotopné zařízení nerozezná od klasického ústředního topení. Pokud se buduje elektrické přímotopné zařízení v novostavbách, teplovodní systémy se budují jen vyjímečně přes veškeré výhody, které tyto systémy přinášejí.

 NahoruElektrické radiátory

Elektrické přímotopné systémy se však dnes nejčastěji budují jako drobné elektrické odporové radiátory osazované namísto radiátorů klasického ústředního topení do prostorů pod oknem. Tím však neodstraníme hlavní nevýhodu takovéhoto topení kterou je víření prachu v místnosti. Radiátory umístěné pod okny totiž podporují cirkulaci vzduchu mezi okenní stěnou a stěnou protilehlou. Rovněž při větším rozdílu teplot venku a uvnitř se radiátory nahřívají na vyšší teplotu a tím dochází i k pálení prachu na radiátorech. Proto je třeba ve vytápěných místnostech udržovat čistotu a často stírat prach.

 NahoruTopné kabely

Další systémy se budují s pomocí topných kabelů vložených do speciálně upravené podlahy. S ohledem na skutečnost, že se jedná o systém s poměrně velkou teplosměnnou plochou, může být i povrchová teplota podlahy nižší, než při použití radiátorů. V tomto případě je nutné, aby topná místa na podlaze nebyla zastavována nábytkem aby teplo mohlo volně přestupovat z podlahy do ovzduší místnosti. Rovněž příliš těžké koberce nejsou pro tento případ vhodné. Jakékoliv podlahové vytápění je jedna z nejvhodnějších systémů vytápění vůbec. Je charakterizována sloganem teplé nohy, chladná hlava. Takovéto rozložení teplot je z hlediska potřeb člověka nejvhodnější. V takto vytápěné místnosti se člověk cítí prokazatelně podstatně lépe než v případech jiného druhu topení.

 NahoruTopné fólie

Přímotopné vytápění pomocí topných fólií většinou zabudovaných do obvodových stěn vytápěné místnosti je variantou topných kabelů. Méně často se topné fólie užívají zabudované v podlaze. Z hlediska tepelné pohody má takovýto systém vytápění velmi vhodné vlastnosti. Teplé obvodové stěny znamenají možnost vytápět na nižší teplotu vzduchu v místnosti pro dosažení stejné tepelné pohody. Uživatelé takovýchto systémů se většinou cítí v pohodě při teplotě vzduchu v místnosti 18 °C.

V současné době se používají rovněž tzv. topné rohože, což je však další varianta topných kabelů, které jsou již ve výrobě sestaveny do určitých konfigurací a mají tudíž předem stanovený tepelný výkon. Takovéto rohože se potom daleko snadněji instalují. Přes komfort který poskytují nejsou však vhodné pro všechny případy. Do větších prostor se hodí, do složitějších podlahových konfigurací je vhodnější využít přímo topných kabelů.

 NahoruSpecifické užití topných kabelů a fólií

Elektrické přímotopné systémy na bázi topných kabelů, fólií nebo rohoží se využívají i k účelům, které pomáhají k lepšímu komfortu bydlení. Tak lze topné kabely nebo fólie použít na přístupových cestách k domu, nebo na příjezdových cestách do garáží. Topné elementy se instalují pod betonovou dlažbu a na tepelnou izolaci položenou na izolaci proti vodě přímo na terén. V obou případech slouží tyto systémy v zimě, kdy jednak odstraňují napadaný sníh, jednak zamezují náledí. Pokud krátce zapneme venkovní vytápěcí systém když začne chumelit, sníh po dopadu na vyhřívanou plochu okamžitě roztaje a v zápětí se odpaří. Podobně tomu je i v případě, že je možnost tvorby náledí. Přístupové plochy jsou tak po celou zimu suché a použitelné. V tomto případě nám systém ušetří nemálo práce s odklizením sněhu a posypáváním zledovatělých povrchů cest. Kabelové systémy slouží i k ochraně okapů budov před námrazou a před jejich zničením velkou vahou sněhu. Topný kabel vložený do okapového žlabu nebo do okapové trouby zajistí snadnější odtok vody ze sněhu a ledu na střeše. Tím nám může ušetřit nemalé peníze které bychom museli vydat na opravu okapů po zimním období. Podobně lze za pomoci topných kabelů, fólií a rohoží chránit venkovní vodovodní potrubí před zamrznutím. Automatický termostat se postará o svoji práci aniž bychom museli na něj dohlížet.

 NahoruElektrické akumulační vytápění

Elektrické akumulační teplo je na rozdíl od elektrického přímotopného vytápění podstatně levnější. Tarify odběru elektrické energie v dobách, kdy je elektrizační soustava zatížena minimálně, jsou u všech distributorů nejvýhodnější. Pokud navíc nasměrujeme i ostatní větší spotřebu elektřiny do oblasti, kdy spotřebováváme elektřinu za nízký tarif, dosáhneme úspory i v případě nákladů na standardní spotřebu domácnosti i drobných podniků.

Elektrické akumulační vytápění se od přímotopného liší zejména tím, že se odebírá elektrická energie v době, kdy je jí v elektrické distribuční síti dostatek a kdy je levná (v nočních hodinách a v denním propadu …