W czasach dywersyfikacji źródeł ciepła dla budynków, inwestorzy poszukują nowych źródeł ciepła. Zwracają uwagę także na wyraźnie tańsze w zakupie grzewcze kotły elektryczne. Kotły elektryczne są rozwiązaniem bardzo wygodnym pod względem użytkowym. Mają niewielkie wymiary i wagę, nie wymagają wyposażenia odprowadzania spalin (ponieważ nie następuje w nich spalanie) ani odrębnego pomieszczenia. Koszt ich zakupu jest niższy niż innych urządzeń o porównywalnej mocy grzewczej.
Są one dostępne w różnych wielkościach i wykonaniach. Mogą być to kotły jedno- lub dwufunkcyjne, przystosowane do pracy w układzie c.o. otwartym i zamkniętym. Kotły jednofunkcyjne występują także z zasobnikiem ciepłej wody. Kotły występują w wersji wiszącej lub stojącej, zależnie od mocy grzewczej. Wynosi ona zwykle od 4 do 24 kW, przy czym kotły najmniejsze zasilane są jednofazowo. Natomiast te o większej mocy wymagają zasilania trójfazowego i zabezpieczenia prądowego. Kotły elektryczne mają niewielkie wymiary i wagę. Nie wymagają odprowadzania spalin ani odrębnego pomieszczenia. Dzięki niemal bezstratnemu przekształcaniu energii elektrycznej w energię cieplną (efekt Joule’a) mają wysoką sprawność.
Najczęściej (choć nie zawsze!) oferowane są jako urządzenia gotowe do pracy. Wyposaża się je bowiem w pompę obiegową oraz grupę bezpieczeństwa – naczynie wzbiorcze, manometr i zawór bezpieczeństwa. Dzięki temu są przygotowane do pracy z instalacją grzewczą oraz chronione przed uszkodzeniem spowodowanym nadmiernym wzrostem ciśnienia wody. Kotły dwufunkcyjne z kolei zwykle dostarcz się jako gotowe “kotłownie”, wyposażone dodatkowo w zasobnik ciepłej wody oraz przeponowe naczynie wzbiorcze do instalacji ciepłej wody.
Koszt zakupu kotłów jest niższy niż innych urządzeń o porównywalnej mocy grzewczej. Dzięki współpracy z fotowoltaiką czy zasobnikami c.w.u. można skutecznie obniżyć także koszt eksploatacji.
Współpraca kotła z innymi urządzeniami
Kocioł elektryczny, który ma współpracować z instalacją PV, musi mieć odpowiedni sterownik. Kotły elektryczne PV Ready (lub PV Friendly) w pierwszej kolejności pobierają energię pochodzącą z instalacji fotowoltaicznej. Mają wbudowany licznik zużycia energii, co pozwala na wyłączenie kotła po zużyciu nadprodukcji. Przy wykorzystaniu kotła także do produkcji c.w.u. współpraca tego urządzenia z fotowoltaiką będzie częsta, a wykorzystanie własnego prądu do produkcji c.w.u. – maksymalne. W przypadku pracy biwalentnej (kocioł przygotowujący wodę grzewczą i c.w.u.) zasobnik c.w.u. może mieć priorytet w wykorzystaniu energii z instalacji PV. Zimą zaś kocioł będzie źródłem ciepła także dla ogrzewania.
Kotłem elektryczne – możliwości sterowania
Elementem grzewczym w kotle jest grzałka wykonana z metalowego drutu oporowego w osłonie stalowej (dostępne są też wykonania ze stali nierdzewnej), miedzianej lub mosiężnej. Liczba grzałek zależy od mocy kotła. W przypadku większej liczby grzałek uruchamiają się one sekwencyjnie, zależnie od bieżącego zapotrzebowania na moc. Jak w przypadku każdego źródła ciepła, ważnym elementem wyposażenia kotła jest sterowanie. Umożliwia ono dopasowanie mocy kotła do rzeczywistego zapotrzebowania budynku na ciepło i jego możliwie ekonomiczną pracę.
Parametrem regulacyjnym może być temperatura zewnętrzna (sterowanie pogodowe), temperatura panująca w pomieszczeniu kontrolnym (sterowanie pokojowe) lub temperatura wody powrotnej. Za pomocą programatora można także ustawić dobowe i tygodniowe cykle pracy, regulując w ten sposób wymaganą temperaturę w pomieszczeniach. Urządzenia mogą także zapewniać regulację temperatury wody w zasobniku c.w.u. Wówczas programator umożliwia załączanie pompy cyrkulacyjnej zgodnie z zaplanowanym harmonogramem dobowym i tygodniowym.
Producenci oferują także moduły komunikacyjne umożliwiające sterowanie kotłem przez internet, z wykorzystaniem komputera lub urządzenia mobilnego z odpowiednią aplikacją. Pozwala to na zdalne ustawienia takich parametrów jak czas pracy kotła czy temperatura poszczególnych pomieszczeń i c.w.u.
Kotły elektryczne z dotacjami
Zastępując kotłem elektrycznym stare urządzenie grzewcze, można uzyskać dotację w programie “Czyste Powietrze” (zależnie od poziomu finansowania 30% lub 60% kosztów kwalifikowanych i odpowiednio maks. 3 tys. zł lub 6 tys. zł).
Kocioł elektryczny bardzo dobrze sprawdzi się też na wymianę ze pozaklasowe źródło ciepła na paliwa stałe. Na takie wymiany zaplanowano też dotacje w programie „Ciepłe Mieszkanie„. Dotacja, uzyskana od gminy, może wynieść 15%, 25%, a nawet 39,9% kosztów kwalifikowanych, zależnie od poziomu dochodu. Pod koniec października 2022 r. trwał nabór w tym programie dla gmin.
Kotły elektryczne mogą także (przy wyposażeniu w dodatkowe moduły) współpracować z buforem c.o., akumulującym ciepło w czasie obowiązywania niższych taryf za energetycznych, co obniża koszt ich eksploatacji. Jeśli układ ten wykorzystuje prąd z fotowoltaiki, można otrzymać dotację z programu „Mój Prąd”. Łącznie może to być nawet do 10 tys. zł (do 5000 zł na instalację PV i do 5000 zł na zasobnik). Magazynem jest tu bufor lub zasobnik. Sam kocioł elektryczny w tym wypadku stanowi źródło ciepła, a nie magazyn energii.Dlatego na sam kocioł nie przysługuje dotacja.
Kotły elektryczne – tradycyjny zakres zastosowań
Kotły elektryczne były wybierane głównie jako rozwiązanie alternatywne lub uzupełniające, np. uruchamiane w niższej taryfie energetycznej, zapasowe lub współpracujące z innym, głównym źródłem ciepła, np. innym kotłem grzewczym lub pompą ciepła. Najczęściej pojawiał się jako urządzenie samodzielne:
- do obiektów sezonowych, sporadycznie wykorzystywanych w okresie grzewczym;
- do obiektów, gdzie z różnych względów nie można zapewnić układu odprowadzania spalin (komina), np. w obiektach zabytkowych;
- do domów energooszczędnych lub pasywnych, tj. przy niewielkim zapotrzebowaniu energii, nie przekraczającym 30-60 kWh/(m2ᐧrok),
- jako rozwiązanie tymczasowe,
- do współpracy z instalacją PV.
