4.2 Elekterküte Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 1(50)
SISSEJUHATUS Eestis kulutavad kodumajapidamised ligikaudu 45 % kogu riigi tarbitavast energiast, kusjuures 2/3 sellest läheb hoonete kütteks, soojaveevarustuseks ja söögivalmistamiseks. Seega on elamute kütteviiside õige valik ja energia säästuvõimaluste kasutamine kogu rahvamajanduse seisukohast väga tähtis. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 2(50)
kütteallikad ja soojakaod majas Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 3(50)
Soojuskaod majas Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 4(50)
Elektriliste kütte- ja kuumutusseadmete hulka kuuluvad elektriradiaatorid, -konvektorid, -puhurid, põranda-, seina- ja laekütteelemendid, renni- ja torusoojenduskaablid, soojuskiirgurid, saunakerised, soojuspumbad, elektripliidid, grillid, mikrolaineahjud ja isegi sellised pisiseadmed nagu föönid ja lokitangid. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 5(50)
ÜLDALUSED Paiksete elekterkütteseadmete projekteerimine ja paigaldamine, kui nende võimsus on üle 2 kw, tuleb kooskõlastada vastava piirkonna elektrivõrguettevõttega, mis väljastab tehnilised liitumistingimused. Lähtuda tuleb hoone kütte-, ventilatsiooni- ja kliimasüsteemi ühtsuse põhimõttest. Eriti tuleb erinõudeid järgida kütteseadmete projekteerimisel ja paigaldamisel ohtlikesse ruumidesse. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 6(50)
ELAMUTE SOOJUSVARUSTUSKOORMUSE VÄHENDAMINE Hoone kütteks vajalikku võimsust saab suurema või väiksema veaga arvutada hoone välispiirete soojuskadude täpse arvutuse, soojustarbimise üldistatud näitarvude (nt. küttekarakteristiku) või mõõdetud tarbimisandmete töötlemise alusel. Viimaste aastate jooksul on paremate soojustusmaterjalide kasutamise ja ehitustehniliste võtete rakendamise teel uute elamute keskmine soojustarve vähenenud tasemelt 200 kwh/(m 2 a) tasemeni 90 kwh/(m² a). See vähendab ka hoone kütteseadmete vajalikku võimsust. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 7(50)
Ajaühikus hoone kütteks ja infiltreeruva ja ventilatsiooniõhu soojendamiseks vajalik soojusvõimsus Q.H sõltub välisõhu temperatuurist, tuule kiirusest ja suunast, hoone asendist ilmakaarte suhtes, päikesekiirguse intensiivsusest, köetavate ruumide nõutavast temperatuurist, tarbijate suhtumisest soojuse säästmisse, välispiirete soojus- ja tuulepidavusest, küttesüsteemide tüübist, seisundist, reguleeritavusest ja häälestusest, muude sisemiste soojusallikate olemasolust jne. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 8(50)
Küttekoormust Q H saab arvutada valemiga Q H = Q T + Q L+ Q A+ Q V ( Q I + Q S ), Q H = Q T + Q L+ Q A+ Q V ( Q I + Q S ), milles Q T on hoonekarbi soojusjuhtivuskaod (transmissioonikaod), Q L õhuvahetusest tulenevad soojuskaod, Q A soojuskaod küttesüsteemi heitgaaside kaudu Q V soojuskaod kütte jaotussüsteemis, Q I sisemiste energiaallikate soojusvõimsus, Q S ruumidesse kiirguva päikeseenergia võimsus. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 9(50)
Väikese soojuskuluga pereelamutes jääb soojusenergia kulu (koos tarbevee soojendamisega) alla 70 kwh/(m²a), kortermajades aga alla 55 kwh/(m² a). Keskmine küttekoormus on neis elamutes alla 35 W/m². Väikese soojuskuluga elamuid iseloomustab hea soojustus ja külmasildade puudumine ehitustarindeis, õhutihe ehitus (mida saab kontrollida uste järsu sulgemise ja avamisega), tõhus ja tasakaalustatud küttesüsteem (nt. heitgaaside kondenseerumisenergiat ärakasutav gaasi- või õlikatel, soojuspump), kontrollitav ventilatsioon, päikesekiirguse kasutamine ruumide osaliseks kütteks ja tarbevee soojendamiseks. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 10(50)
Väikese soojuskuluga elamu näide 1 optimeeritud võimsusega keskküttekatel, 2 solaarkollektor, 3 soojuse tagastamisega ventilatsioon, 4 soojuspump, 5 bivalentne vesi-soojussalvesti Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 11(50)
Veelgi kokkuhoidlikumad on passiivmajad. Nendes peetakse hoones tekkivat soojust kinni tõhusa soojustuse ning soojuse taaskasutamissüsteemide abil. Passiivmaja põikilõige ja välisvaade Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 12(50)
Solaararhitektuuriga passiivmaja soojusenergia kulu võib olla alla 15 kwh/(m² a), kusjuures see kaetakse põhiliselt kõrgtehnoloogiliste küttesüsteemide ja päikesekiirguse kasutamise abil. Suuremal osal sügise, talve ja kevade ajast piisab passiivmaja kütmiseks majapidamise elektritarvitites (valgustites, köögi- ja pesupesemisseadmetes, audio- ja videoaparaatides, arvutites jms.) eralduvast võimsusest ning elanike endi kehasoojusest. Keskmine vajalik küttevõimsus on neis majades alla 10 W/m². Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 13(50)
Passiivmaju iseloomustab kompaktsus ja välispiirete väikesed soojusjuhtivuskaod (alla 0,1 W/(m² K)), päikesele avatud ja päikeseenergiat salvestavad ehituselemendid (solaararhitektuur), lõunasse suunatud aknad ning akende, uste ja aknaraamide väga hea soojapidavus (k < 0,8 W/(m² K)), õhutihedad (tuultpidavad) tarindid, reguleeritav sundventilatsioon ja väljuva õhu soojuse taaskasutamine, värske õhu eelsoojendamine põhiliselt solaarsalvestite või maapinnas salvestunud energia abil, tarbevee soojendamine taastuvenergiaallikate toel (soojuspumpadega, solaarkollektoritega, päikesepatareidega, tuuleenergiaga jms.). Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 14(50)
Solaarkollektorid ja päikesepatareid Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 15(50)
Solaararhitektuuri näide Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 16(50)
Mida suurem on köetav ruum, seda väiksem on kütte vajalik erivõimsus. Tabel 2.2.4. Elamu eri ruumide kütte-erivõimsus Ruumi tüüp Tavaline maja (soojusenergia erikulu 100 kwh/(m² a) või enam) Kütte vajalik erivõimsus W/m² Väikese soojuskuluga maja (soojusenergia erikulu 35 70 kwh/(m² a)) Passiivmaja (soojusenergia erikulu mitte üle 35 kwh/(m² a)) Elutuba 60 70 30 35 8 10 Kabinet 50 70 25 35 7 10 Magamistuba 40 70 20 35 6 10 Köök 30 60 15 30 4 9 Esik 20 40 10 20 10 15 Töökoda, harrastusruum 30 50 15 25 4 8 Vannituba 100 120 50 60 15 20 Leiliruum 1500 3000 1000 2000 700 1500 Ujula 80 100 40 50 0 20 Autokuur 0 20 0 10 0 5 Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 17(50)
ELEKTRILINE OTSEKÜTE Elektriliste otsekütteseadmete hulka kuuluvad elektriradiaatorid, elektrikonvektorid, elektrilised soojaõhupuhurid (kalorifeerid), infrapunakiirgurid, laeküttekiled, elektrilised käterätikuivatid. Kõige sagedamini kasutatakse otsekütteseadmeis torukujulisi kütteelemente. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 18(50)
1 2 3 4 5 Torukujulise kütteelemendi ehituspõhimõte. 1 sisseviik, 2 sisseviigu kuumuskindel (nt. keraamiline) isolatsioon, 3 takistustraatkeermik, 4 kokkupressitud kvartsliiv- või magneesiumoksiidisolatsioon, Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 19(50)
5 teras- vm. metalltoru Konvektoris on soojuskandjaks õhk, mis läbib kütteseadet loomuliku konvektsiooni teel (sisenedes nt. alt ja väljudes ülalt) või ventilaatorite abil, ja soojeneb kokkupuutel küttelementidega. 4 1 2 3 Konvektori ehituspõhimõte 1 kütteelement (või -elemendid), 2 väliskest, Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 20(50)
3 sisenev külm õhk, 4 väljuv soe õhk Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 21(50)
Elektriline kütteradiaator (konvektor) Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 22(50)
Radiaatoris kannab suure soojusmahtuvusega isoleervedelik (nt. õli) kütteelemendi soojuse kütteseadme välispinnale, kust see osalt konvektsiooni ja osalt kiirguse teel kandub ümbritsevale õhule. 5 6 1 4 2 3 Radiaatori ehituspõhimõte 1 kütteelement (või -elemendid), 2 täitevedelik, 3 väliskest, 4 külma õhu juurdevool, 5 sooja õhu äravool, 6 soojuskiirgus Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 23(50)
Elektriõliradiaator (Ensto) Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 24(50)
Soojaõhupuhur on varustatud sisseehitatud ventilaatoriga, mis imeb sisse külma välisõhku ja suunab selle suhteliselt kõrgetemperatuurilistele kütteelementidele ning seejärel köetavasse ruumi. 5 1 2 3 4 Soojaõhupuhuri ehituspõhimõte 1 kütteelement (või -elemendid), 2 väliskest, 3 ventilaator, 4 sisenev külm õhk, 5 väljapuhutav soe õhk Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 25(50)
Elektriline soojapuhur Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 26(50)
Kiirguris kasutatakse enamasti kõrgetemperatuurilisi kvartstoru-kütteelemente või torukujulisi halogeeninfrapunalampe ja paraboolsilindrilisi või muid taolisi peegelreflektoreid, mis võimaldavad kiirgust suunata soovitavatele pindadele või esemetele. Kiirgurid paiknevad tavaliselt väljaspool käeulatust ja nende reguleerimine toimub, analoogiliselt hõõglampidega, väliste regulaatorite abil. 1 2 4 3 Kiirguri ehituspõhimõte 1 kütteelement või torukujuline halogeen-infrapunalamp, Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 27(50)
2 reflektor, 3 kaitseklaas, 4 soojuskiirgus Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 28(50)
Elektrilised infrapuna soojuskiirgurid Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 29(50)
Erilist tähelepanu tuleb pöörata elektri- ja tuleohutusele elu- ja magamistubades, lastetubades, vannitubades, tualettruumides, keldrites, garaažides, veevarustusruumides, soojussõlmedes, terrassidel, väljas ja muudes enamohustatud kohtades. Vannitubades ei tohi otsekütteseadmeid paigutada tsoonidesse 0 ja 1. Elektrilised kütteseadmed on soovitav rühmitada teistest elektritarvititest eraldi, omaette toiteliinidele koos vastavate juhitavate kaitselülititega, mis valitakse vastavalt nimi- ja lühisvoolule. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 30(50)
Küttekile paigaldatakse põrandale või lakke (harvemini ka seinale) viimistluskihi alla. Tänu suurele pinnale tagab küttekile juba pinnatemperatuuri 30. 35 o C korral ühtlase soojusjaotuse kogu ruumis. Küttekile erivõimsus on tavaliselt 100 200 W/m² ja seda turustatakse mitmesuguse tüüpnimivõimsuse ja pindalaga komplektidena koos termostaatregulaatori ja temperatuuripiirajaga. Küttekile paksus ei ole üle 0,2 mm, kuid paigaldamisel tuleb arvestada ka ühendusjuhtmete läbimõõtu. Küttekile ühendatakse vooluvõrku ühefaasilise kolmesoonelise toiteliini abil, kusjuures faasijuhe ühendatakse järjestikku termoregulaatori kontaktiga. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 31(50)
Elektriline põrandaküttekile Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 32(50)
Elektrilised käterätikuivatid võib paigaldada pesu- ja vannituppa, koduhoiuruumi, kööki jne. Nende võimsus on tavaliselt 120 kuni 250 W ja neid võib vaadelda kui täiendavaid otsekütteseadmeid. Toiteahelas peab olema rikkevoolukaitse, mille rakendusmisvool ei ole üle 30 ma. Otsekütteseadmete eeliseks on mõõdukad soetus- ja paigaldamiskulud, lihtne kasutamine ning lihtsad juhtimisja reguleerimisvõtted. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 33(50)
Elektrilisi käterätikuivateid Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 34(50)
KÜTTEKAABLID JA -JUHTMED Küttekaabel koosneb mitmekiulisest takistustraadist takistusega 0,6 16 Ω/m, mida ümbritseb sisemine kuumuskindel isolatsioon, metallvarje (või kaitsesukk) ja välismantel. Kaabli läbimõõt on kuni 7 mm. Eristatakse kuivas või niiskes keskkonnas rakendatavaid küttekaableid (nt. vastavalt NH2GM2G või NH4GQU3G). Küttejuhtmes ümbritseb mitmekiulist takistustraati kahekordne kuumuskindel kummiisolatsioon, mille välisläbimõõt on ligikaudu 4 mm. Küttekaableid ja -juhtmeid kasutatakse peaasjalikult ruumide põrandaküttes kas põhi- või lisakütteviisina. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 35(50)
Põrandaküttetermostaat ja küttekaabel Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 36(50)
1 2 3 4 5 Küttekaabli kasutamine põrandaküttes 1 põranda pealiskate (põrandakivid või -plaadid, plastikaatkate vm.), 2 tasanduskiht, 3 küttekaabel, 4 betoon, 5 soojusisolatsioon Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 37(50)
Küttekaablit ei tohi paigaldada vahetult dušikabiini alla, seinte äärde ega massiivse mööbli või põrandavaipade võimalikku piirkonda. Paigaldamisel tuleb jälgida, et küttekaabli isolatsiooni ei vigastataks. Põrandaküttekaablid ühendatakse vooluvõrku kolmesoonelise toiteliini kaudu, kusjuures faasijuht ühendatakse järjestikku termoregulaatori kontaktiga. Küttekaabli kaitsesukk ja kaitsev metallvõrk ühendatakse toiteliini kaitsejuhiga. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 38(50)
Elektri- ja tuleohutus- eeskirjad nõuavad põrandakaablite toiteliinides rikkevoolukaitset, mille rakendumisvool ei ole üle 30 ma. Kui rikkevoolukaitset ei kasutata, tuleb põrandaküttekaableid toita kaitseväikepingel Rikkevoolukaitselüliti Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 39(50)
Isereguleeruv küttekaabel Isereguleeruvaid küttekaableid kasutakse peaasjalikult vihmaveerennide ja veetorude soojendamiseks jäätumise vastu. Temperatuuri alanedes sellise kaabli elektrijuhtivus ja seega ka küttevõimsus suureneb. Isereguleeruva küttekaabli eeliseks on asjaolu, et seda võib mis tahes soovitud kohast lühendada. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 40(50)
Tabel 2.2.6. Küttekaabelpaigaldiste tüüpilised erivõimsused Kasutuskoht või otstarve Joon-erivõimsus W/m Vihmaveerennid 30 40 Vihmaveetorud 60 100 Isoleeritud veetorud läbimõõdu iga tolli kohta 15 40 Isoleeritud kütteõlitorud 30 100 Pind-erivõimsus W/m² Eluruumide küte 50 150 Abiruumide küte 20 100 Kõnniteede lume- ja jääkatte sulatamine 200 500 Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 41(50)
ELEKTRILINE SALVESTUSKÜTE Elektriline salvestusküte põhineb soojuse tekitamisel ja salvestamisel öise soodustariifi ajal ja salvestatud soojuse kasutamisel päevasel ajal ilma elektrienergiat tarbimata. Salvestusküte suurendab elektrienergia tarbimist energiasüsteemi öise koormusmiinimumi ajal ja vähendab seda päevase koormusmaksimumi ajal. Soojuse salvestamiseks kasutatakse salvestuselekterküttes suure erisoojusega maake, kivimeid, keraamilisi materjale, vett või hoone massiivtarindeid. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 42(50)
ÜKSIKSALVESTITEGA ELEKTERKÜTE Elektrilises üksiksalvestis akumuleeritakse üheks päevaks ruumi või ruumiosa jaoks vajaminev soojusenergia. Öise üleskütmise lõpus on salvesti tahke salvestusmassi temperatuur kuni 650 o C, kusjuures aga salvesti kesta pinnatemperatuur ei ole üle 90 o C. Üksiksalvestid paigaldatakse igasse köetavate ruumi. Nii salvestamist kui tarbimist juhtiv mikroprotsessorseadis võib olla ehitatud igasse salvestisse, kuid võib olla ka ühine. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 43(50)
Kasutaja seisukohast seisnevad üksiksalvestitega elekterkütte eelised süsteemi lihtsuses ja arusaadavuses, võimaluses hoida ruumi temperatuuri ükskõik millisel soovitud väärtusel, etteantud temperatuuriprogrammi korrektses ajalises kulgemises, programmi muutmise ja endise programmi taastamise lihtsuses, küttesüsteemi kiires ja adekvaatses reageerimises muutuvale välistemperatuurile ja muudele muutuvatele oludele. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 44(50)
3 t o 5 13 1 2 6 7 9 10 t o t o t o t o 8 4 Üksiksalvestitega elekterküte keskse juhtploki kasutamisel (näide) 1 jaotuskilp koos keskjuhtimisploki ja tariifikellaga, 2 toiteliinid, 3 termoandurid, 4 temperatuuri alandamise juhtliin, 5 elutoa salvestid, 6 magamistoa salvesti, 7 lastetoa salvesti, 8 teine temperatuuri alandamise juhtliin, 9 köögi salvesti, 10 hoiuruumi salvesti, 11 esiku salvesti, 12 üleskütmise juhtsignaali ringliin, 13 välistemperatuuri andur t o 11 12 Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 45(50)
KESKSALVESTIGA ELEKTERKÜTE Esile võib tõsta kesksalvestusega elekterkütte järgmisi eeliseid: elamu või korteri renoveerimisel on vananenud keskküttekatla asendamine elektrilise kesksalvestiga suhteliselt lihtne, sest vesikütte muud elemendid (radiaatorid, põrandaküttetorustik jms.) sáilib muudatusteta; elektrilised salvestid on väga hea soojusisolatsiooniga, mistõttu energiakaod on väikesed; võrreldes üksiksalvestitega ei tekita kesksalvestusega elekterküttesüsteem eluruumides ventilaatorimüra, veeringluspumpade tööst põhjustatud ja torustikku mööda leviv vibratsioon on aga kaduvväike ning vajaduse korral saab seda vastavate summutite abil ka täiesti kõrvaldada; Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 46(50)
kasutaja ei pea tegema lisakulutusi korstna hooldamiseks, küttevarude kohaleveoks ja ladustamiseks, lisaruumide ega spetsiaalse ventilatsiooni väljaehitamiseks; elektrilisi kesksalvestusseadmeid saab paigaldada hoone köetavasse ruumidesse, mis tõstab küttesüsteemi kasutegurit; jäävad ära soojuskaod, mis tekivad fossiilkütuskatelde puhul talvel külma õhu kasutamise tõttu põlemisprotsessis, suvel aga soojuse hajumise tõttu läbi korstna või ventilatsioonisüsteemi. Üleskütmist ja salvestunud soojuse tarbimist reguleeriv mikroprotsessorjuhtplokk talitleb samal põhimõttel nagu üksiksalvestite korral. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 47(50)
Kütteveesalvestid Elekterkeskküttes kasutatavad kütteveesalvestid sarnanevad rõhukindlate sooja tarbevee salvestitega. Väikeelamutesse paigaldatavate kütteveesalvestite maht on tavaliselt 700 kuni 2000 liitrit. Suuremate veekoguste salvestamiseks võib ühendada mitu sellist salvestit järjestikku või rööbiti. Puhtakujulise elekterkütte puhul alternatiivset keskküttekatelt ega muud energiaallikat ei ole. Läbivoolava tarbevee soojendamiseks varustatakse sellise süsteemi salvestid torusoojusvahetitega. Küttevett soojendatakse salvestis paiknevate elektriliste küttelementidega, mis on varustatud juhtploki ning termokaitsega. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 48(50)
Hoone kütmiseks vajaliku soojushulga salvestamiseks (üleskütmiseks) tuleb soodustariifi ajal veemass soojendada temperatuurini 95 o C. Süsteemi projekteerimisel on otstarbekas pealevooluvee mahajahtumine temperatuurini 35 o C. Kütteveesalvestid (Stiebel Eltron) Sellise madala pealevoolutemperatuuri korral on kõige otstarbekam kasutada suurepinnalisi küttekehi või põrandakütet. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 49(50)
Elektrilised soojaveesalvestid Elamutes kulub sooja vett temperatuuriga 45 ºC inimese kohta keskmiselt 30 liitrit ööpäevas ja selle soojendamiseks on vaja keskmiselt 1,2 kwh soojusenergiat. Rõhukindlate (suletud) salvestite (boilerite) puhul paikneb segisti salvesti järel ja salvesti paak on ühendatud hoone veetorustikuga. Ooteseisus on sellise salvesti paak veevarustusvõrgu rõhu all. Kuna salvesti peab taluma suuremat rõhku ja lühiajalisi, kuni 10 atmosfääri tugevusi hüdraulilisi lööke, on see materjali- ja töömahukam ning kallim kui rõhuvaba salvesti. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 50(50)
Rõhukindlate salvestite kujundus on püstne või rõhtne, maht kuni 250 liitrit ja nad paigaldatakse tavaliselt seinale või põrandale. Vertikaalne elektriline soojaveesalvesti (Thermor) Tänu suurele soojaveevarule võivad nad tagada nii pesuruumi kui ka köögi üheaegse veevarustuse. Nende energiakulu ootetalitluses on 1 kuni 3 kwh ööpäevas. Tekst põhineb raamatul Elamute elektripaigaldised 51(50)