Komfort cieplny a rozkład temperatur w pomieszczeniu

W Polsce zużycie energii elektrycznej na jednego mieszkańca jest o połowę mniejsze niż w innych rozwiniętych państwach europejskich. Krajowa energetyka jest w stanie wytwarzać więcej energii niż aktualnie sprzedaje. Dziedziną, w której istnieje możliwość większego wykorzystania energii elektrycznej jest ogrzewanie - zarówno pomieszczeń, jak i wody do celów użytkowych.


Komfort cieplny określają następujące parametry:

temperatura powietrza w pomieszczeniu, średnia temperatura powierzchni przegród budowlanych, prędkość przepływu powietrza, wilgotność względna powietrza, stopień aktywności ruchowej użytkowników, od której zależy ilość ciepła wydzielanego przez organizm człowieka, opór przewodności cieplnej odzieży, od której zależy szybkość wymiany cieplnej pomiędzy ciałem ludzkim a otoczenem.

Temperatura powietrza powinna być dostosowana do aktywności ruchowej osób przebywających w pomieszczeniu. Jeżeli osoby te nie są aktywne ruchowo, za optymalną przyjmuje się temperaturę w granicach od 18 do 21°C.

Dla poczucia komfortu ważne jest, aby temperatura była równomierna w całym wnętrzu, zarówno w pionie, jak i w poziomie. Szczególnie istotny jest rozkład pionowy. Rozkład najbardziej zbliżony do optymalnego fizjologicznego rozkładu uzyskuje się przy ogrzewaniu podłogowym. Dla dobrego samopoczucia osób przebywających w ogrzewanym pomieszczeniu istotne jest, by temperatura powierzchni przegród (w tym grzejników) była jak najbliższa temperaturze powietrza. Stąd wynikaja zalety niskotemperaturowych wielkopowierzchniowych grzejników, takich jak np. ogrzewana podłoga. W sytuacji z grzejnikiem zamieszczonym pod oknem ciepłe powietrze unosi się ku górze, a zimne napływa od dołu. Mniej korzystna sytuacja występuje wtedy, gdy grzejnik zainstaluje się nad oknem w pobliżu sufitu.

Systematyka ogrzewania elektrycznego

Energia elektryczna stosowana jest do ogrzewania pomieszczeń i wody do celów użytkowych.


Ogrzewanie pomieszczeń można podzielić na:
 

• bezpośrednie,
• akumulacyjne,
• mieszane.

Ogrzewanie bezpośrednie dzieli się na dwie zasadnicze grupy:
 

• centralne,
• indywidualne,

Ogrzewanie centralne to przede wszystkim ogrzewanie wodne w mieszkaniach, biurach i w innych podobnych oiektach oraz ogrzewanie parowe, stosowane w halach fabrycznych. Źródłem ciepła mogą być różne paliwa.


Ogrzewanie indywidualne z punktu widzenia oddawania ciepła można podzielić na:
 

• konwekcyjne - ciepło jest przekazywane przez grzejnik bezpośrednio do powietrza w pomieszczeniu. Przepływające wokół grzejnika powietrze ogrzewa się i rośnie jego temperatura. Ciepłe powietrze krążąc po pomieszczeniu nagrzewa ściany i wyposażenie. wadą konwekcji jest unoszenie wraz z ciepłym powietrzem cząsteczek kurzu. Z tego względu nie należy stosować tego typu ogrzewania w pomieszczeniach użytkowanych przez alergików.
• promiennikowe - używane są płyty grzejne o różnej konstrukcji: nisko-, średnio- i wyskokotemperaturowe. Grzejnik promiennikowy posiada płytę stalową z wkomponowanym elementem grzejnym.
• powierzchniowe - dzielimy na podłogowe, ścienne i sufitowe

Ogrzewanie akumulacyjne dzielimy na:
 

• punktowe - realizowane przy użyciu punktowych punktowych stałych lub przenośnych grzejników rozmieszczonych w ogrzewanych pomieszczeniach. Wyposażone są one we wkłady z materiałów akumulujących ciepło.
• podłogowe - stosuje się przewody i maty grzejne ułożone w podłożu, stanowiącym element akumulujący ciepło. 
• sufitowe
  

Podstawową cechą ogrzewania akumulacyjnego jest możliwość magazynowania energii cieplnej. Pobierana ona jest w okresie nocnym oraz w czasie tzw. doliny dziennej pomiędzy 13 a 15, wtedy gdy opłata za energię elektryczną jest niższa. Przy ogrzewaniu bezpośrednim energia cieplna przekazywana jest do otoczenia sukcesywnie w trakcie jej wytwarzania. Pod względem sposobu przekazywania ciepła rozróżniamy ogrzewanie:
 

• konwekcyjne naturalne - ciepłe powietrze unosi się ku górze, a zimne napływa od dołu
• konwekcyjne wymuszone - ogrzewane powietrze jest tłoczone przez wentylator wbudowany w grzejnik i wpływa dołem, a od góry zasysane jest powietrze zimne
• przez promieniowanie ukierunkowane - możliwe jest dowolne kształtowanie strumienia ogrzanego powietrza
• przez promieniowanie płaszczyznowe - zapewnia równomierne oddawanie ciepła z całej powierzchni elementu grzejnego, a jego przepływ zależy od miejsca umieszczenia tego elementu