Sähkölämmitys
Sähkölämmitys on rakennuksen lämmitysjärjestelmä, jossa lämpö tuotetaan sähköllä.
Sähkölämmitys on lämmitysmuoto, jossa ensisijaisena energialähteenä on sähköenergia, erotuksena esimerkiksi maalämmöstä, aurinkolämmöstä, ilmasta tai puulämmityksestä, joissa lämmönjakotapa tai lämpöenergian talteenotto voi vaatia sähköenergian käyttöä.
Sähkölämmitys liittyy lämmön tuottotapaan. "Lämmönjako" voi tapahtua muillakin menetelmillä kuin sähköä hyväksi käyttäen, tällöinkin puhutaan sähkölämmityksestä.
Lämmitykseen voidaan käyttää suoraa, varaavaa tai osittain varaavaa sähkölämmitysjärjestelmää.
Suorassa sähkölämmitysjärjestelmässä kohde lämmitetään heti, tarpeen mukaan esimerkiksi termostaattiohjattuna. Lämmön luovuttavat esimerkiksi radiaattorit (ns. "patterit").
Varaavassa sähkölämmitysjärjestelmässä pyritään hyödyntämään varaava massa (tyypillisesti esimerkiksi lattialaatta, vesisäiliö, tiilirakennelma tai kiviseinä) ja erityisesti sähkön hinnan eri tariffit. Massaan varataan lämpöä halvan tariffin aikana, esimerkiksi yöaikaan. Massa luovuttaa lämmön päivän mittaan, ja varataan jälleen yöaikaan. Varaava massaa tulee olla riittävästi jotta järjestelmä toimisi suunnitellulla tavalla.
Osittain varaava järjestelmä on edellisten sekoitus: osittain varaavassa sähkölämmitysjärjestelmässä hyödynnetään massan varauskykyä, mutta tarvittaessa lisänä käytetään esimerkiksi suoraa sähkölämmitysjärjestelmää, lämpöpumppua tai tulisijaa.
Suorassa sähkölämmityksessä lämmityskomponentteina käytetään tavallisesti vastuksia (esimerkiksi patterit, tasot), kaapeleita (esimerkiksi lattialämmityskaapelit), kelmuja (esimerkiksi kattolämmityskelmut) tai säteilijöitä (esimerkiksi infrapunalämmittimet) ja/tai edellisten yhdistelmiä. Erilaisissa varastoissa, rakennuksilla ja autoissa käytetään myös sähköllä toimivia puhallinlämmittimiä. Lämpötilan mittaus ja ohjaus tapahtuu termostaatin ja anturin sekä toisaalta esimerkiksi erillisen/erillisten releiden (kontaktorit), tariffinohjauslaitteiden (VKO), kellokytkinten, logiikan automatiikan ja tietotekniikan sovellusten avulla.
Varaavassa sähkölämmityksessä käytettävä lämpövaraaja lämmitetään tavallisesti sähkövastuksilla yösähköllä. Vesikiertoisessa sähkölämmityksessä lämpö siirretään varaajasta lämmityskohteeseen kiertovesipumpun, vesiputkiston ja lämpöpatterien avulla.
Kuten lattialämmityksessä yleensä, niin myös sähkölattialämmityksessä, pyritään hyödyntämään lattian varaavaa massaa tasoittavana ja varaavana elementtinä. Sähkölattialämmitys on mahdollinen myös keveimmissä lattiarakenteissa kuten kipsi- ja puurakenteisissa välipohjarakenteissa.
Varaavassa lattialämmityksessä lattialämmityskaapelit valetaan yleensä lattialaatan sisään betoniin, jolloin lattialaatta toimii varaavana massana. Kaapeliverkkoja ja muita ohuita lattialämmityselementtejä käytetään, mikäli lattian rakenne on liian ohut tai muuten sopimaton kaapelin asentamiseksi tai lattiaan asennetaan lämmitys jälkeenpäin, esimerkiksi remontin yhteydessä.
Lattiassa sijaitsevat sähkölämmityselementit ovat tyypillisesti kaapeleita tai kelmuja, joita on kaupallisesti tarjolla useita eri tyyppejä. Merkittävimmät tekniset yksityiskohdat lattialämmityskaapeleissa ovat ilmoitettu teho, kaapelin pituus ja kaapelin resistanssi. Kaapelit voivat olla esimerkiksi määrätehoisia (teho määräytyy pituuden mukaan), valmiiksi päätettyjä (~vakio mitta) tai itserajoittuvia lämmityskaapeleita. Tyypillisimmät tehot pientalojen sähkölattialämmityksissä ovat luokkaa 70-100 W/m², riippuen käyttökohteesta, pintamateriaaleista, halutusta lämpötilasta, lattian paksuudesta jne.
Lattialämmitys voidaan toteuttaa sähkölämmityskaapeloinnin lisäksi myös vesi- tai ilmakiertoisena. Periaatteessa myös tällöin voidaan lämpöenergia tuottaa sähköllä, hyödyntäen mahdollisesti edullisimpia tariffeja.
Vesikiertoisessa lattialämmityksessä sähköenergialla kuumennettu vesi varastoidaan varaavaan säiliöön, ja jaetaan edelleen lattialämmitysputkiston avulla haluttuun tilaan. Lattialämmitysputket valetaan useimmiten betoniin, mutta niitä voidaan käyttää myös keveissä levyrakenteissa.
Ilmakiertoisessa lattialämmityksessä lämpö vastaavasti siirretään kuumennettavaan ilmaan jota kierrätetään lattian sisäisissä ilmaputkissa.
Varaavaa tiilimassaa, kiviseinää, uunia voidaan käyttää varaavana elementtinä varaavassa tai osittain varaavassa sähkölämmitysjärjestelmässä. Tällöin käytetään tyypillisesti lattialämmitykseen tarkoitettuja kaapeleita tai tarkoitukseen suunniteltuja vastuksia.
Sähkökattolämmitys toteutetaan tyypillisesti lämmityskelmuilla, joita tuotetaan kaupallisesti useina eri leveyksinä, pituuksina ja tehoina. Kelmut sijoitetaan kattoverhousmateriaalien alle. Tyypillisimmät tehot ovat luokkaa 150 W/m². Kattolämmityksessä pääosa tehosta (60-70 %) siirtyy huonetilaan lämpösäteilynä. Myös patterien tai säteilylämmittimien sijoittaminen kattoon (pintaan) on mahdollista. Ilman lisäeristystä katossa kattolämmitys aiheuttaa 3-5% lisäyksen lämpöhäviöihin.
Lämmitettävässä ikkunassa lasi on pinnoitettu läpinäkyvällä, sähköä johtavalla kalvolla. Tyypillisimmät käyttökohteet ovat isoissa ikkunoissa, joissa lämmitetty lasi on kaksin- tai kolminkertainen eristyslasielementti, laminaatti tai näiden yhdistelmä. Sähkölämmityslasin toiminta perustuu selektiivislasin sähköä johtavaan kovapinnoitteeseen, johon elektrodit on kytketty. Selektiivikerroksen päällä on suojalasi. Pinnoitteessa kulkeva sähkövirran aiheuttama pitkäaaltoinen lämpösäteily heijastuu lasirakenteesta haluttuun suuntaan.
Mukavuuslämmitykseksi kutsutaan tapaa lämmittää kohdetta ilman varsinaista lämmitystarvetta, normaalin lämmitysjärjestelmän ohessa. Tyypillisesti pyritään lämpimän kosketuspinnan aikaansaamiseen. Mukavuuslämmitystä on esimerkiksi laattalattian tai sen osan lämmittäminen tai kylpyhuoneen pintojen lämmittäminen kesällä. Sähkölämmityksellä mukavuuslämmitys aikaansaadaan yleensä ohuella lämmityskalvolla, joka valetaan lähelle lattian pintaa.
Kylmänä vuodenaikana sähkön kulutus on paljon voimakkaampaa kuin lämpimänä vuodenaikana. Tähän tarvitaan säätövoimaa. Suurella kulutuksella on myös vaikutus sähkön hintaan. Kylminä talviarkipäivinä sähkön kulutus ja tukkuhinta ovat yleensä korkeimmillaan.