Tvåkrets elpanna: konstruktion, genomgång av för- och nackdelar + vad man bör tänka på vid val

Om det inte går att få in gas i huset måste man lösa problemet med autonom uppvärmning och vattenuppvärmning med hjälp av alternativa energikällor. Man kan installera solgeneratorer, elda med ved eller pellets. Men den bästa lösningen kan vara en tvåkrets elpanna.

I den här artikeln beskrivs i detalj arbetsprincipen och varianterna av utrustning som omvandlar elektrisk energi till värme. Riktlinjer listas som framtida ägare bör beakta innan köpet. Rekommendationer för ekonomisk drift ges.

Enhetens funktionsprincip

Konstruktionen av en tvåkrets panna innebär att två värmeelement för uppvärmning av vatten och värmebärare placeras i en apparat. Systemet fungerar genom omvandling av elektrisk ström till termisk energi.

Konstruktionsspecifikationer för tvåkrets panna

För uppvärmning av rummet ansluts en sluten värmekrets till pannan, genom vilken värmebäraren rör sig. Den andra ledningen är avsedd för tillförsel av varmvatten som värms upp i en inbyggd ackumulatortank eller enligt genomströmningsprincipen.

Under den varma årstiden kan uppvärmningen stängas av och pannan användas endast som varmvattenberedare.

Två kretsar i elpannan kan fungera oberoende av varandra eller samtidigt, för att värma huset och vattnet.

Apparaten består av följande huvudkomponenter:

• ett hölje med värmeisolering, inlopps- och utloppsarmatur;
• värmeväxlare genom vilken värmebäraren cirkulerar;
• styrsystem och automatikblock som gör det möjligt att ställa in temperaturparametrar och stänga av/slå på apparaten;
• värmare;
• expansionskärl för tryckavlastning;
• säkerhetsventil;
• luftavledare (automatisk eller manuell) för att avlägsna luftfickor;
• cirkulationspumpar för varmvatten- och värmesystem;
• säkerhetsgrupp med temperatursensorer och relä.

Funktionsprincipen för elpannan är värmeväxling: en cirkulationspump pumpar in vatten i tanken, som värms upp till en viss temperatur av värmeelementet och leds sedan antingen till värmekretsen eller till varmvattensystemet.

I grund och botten kan en tvåkrets elapparat, precis som sin gasmotsvarighet, fungera både som en huspanna och som en genomströmningsvärmare för vatten.

För- och nackdelar med elutrustning

Eluppvärmning är en miljövänlig uppvärmningsmetod eftersom det inte förorenar luften med rök och sot som en fastbränslepanna, eller med kolmonoxid och andra skadliga avgaser som gasutrustning.

Dessutom gör arbetssättet hos eluppvärmning att akuta force majeure-situationer vid vattenläckage i stort sett undviks – om det inte finns någon värmebärare i systemet stängs utrustningen av automatiskt.

En elpanna har en utmärkt verkningsgrad på 95–99%, men även så hög värmeavgivning kompenserar inte den stora elförbrukningen, så i jämförelse med en gaspanna förlorar elapparaten.

Till de allmänna fördelarna med elutrustning kan man även räkna:

• Enkel installation – man behöver inte anordna skorsten, mekanisk ventilation, dra gasledning eller skaffa en massa tillstånd som vid installation av en gaspanna.
• Säkerhet – risken för läckage eller kokning av elpannan är mycket låg, och dessutom innebär konstruktionen inte användning av öppen låga, lättantändliga material eller explosiv gas.
• Kompakt storlek – en viktig faktor för små utrymmen. Dessutom kan apparaten installeras inte bara på projekterade platser (som gasutrustning), utan på vilken lämplig plats som helst där det finns möjlighet att ansluta till elnätet och värmesystemet.
• Tyst drift – elpannan fungerar utan vibrationer, utblås och andra ljud som fastbränsle- och gasapparater har.
• Prisvärd kostnad både för själva apparaten och för installation och underhåll.

När det gäller nackdelar är en av de mest betydande kostnaden för den förbrukade energin. Om det handlar om eluppvärmning och varmvatten för en stor villa blir summorna avsevärda.

Därför är det inte överflödigt att innan köpet göra en ungefärlig beräkning av förbrukningen, genom att analysera information om yta, vattenförbrukning och apparatens effekt. Och sedan avgöra om det är värt besväret.

Att installera speciella regulatorer, ackumulatorenheter och differentierade mätare som fungerar i dag-natt-läge kan avsevärt minska kostnaderna.

Andra nackdelar:

• Beroende av elförsörjning – i områden med ständiga elavbrott förlorar installationen av en sådan värmeanordning sin mening. Men om avbrotten är oregelbundna och inte är normen kan problemet lösas genom att köpa en generator som lagrar energi.
• Nätspänningssvängningar har en skadlig effekt på pannans känsliga automation, så innan du installerar utrustningen bör du köpa bra energistabilisatorer.
• Avlagring av sediment. Eftersom det för varmvatten används genomströmningsvatten, täcks värmeelementen gradvis av kalkavlagringar som måste avlägsnas från utrustningen. En lösning kan vara att installera filter på kallvattenintaget och regelbunden service.

Dessutom, innan du installerar en el-panna, bör du ta reda på om ditt husnät är dimensionerat för en sådan belastning. Till exempel, för en yta på 200 kvadratmeter krävs minst 16-20 kW.

Och detta endast för uppvärmning, utan hänsyn till andra elektriska apparater. Och om i nya villaområden en sådan effekt är förberedd genom anslutning till ett trefasnät, så tilldelas för en sommarstuga oftast högst 10 kW.

Typer av elpannor

Moderna el-pannor är utrustade med värmare som fungerar enligt olika principer. Men endast apparater med värmeelement kan användas samtidigt för både uppvärmning och varmvattenförsörjning.

Anslutning av en el-panna till värme- och varmvattensystemet innebär oftast installation av en varmvattenberedare med värmeväxlare eller en ackumulatortank för varmvatten.

Andra typer av utrustning kan användas för varmvatten endast om en indirekt uppvärmd varmvattenberedare ansluts till värmekretsen.

Elapparater med värmeelement

I de vanligaste modellerna av el-pannor finns inbyggda värmeelement – som är tillverkade av keramik eller metall, har formen av stavar, spiraler eller en välvd ihålig stång, inuti vilken en tråd med ett visst motstånd är placerad. De fungerar som 'mellanhänder', värms upp när elektrisk ström passerar och överför värme till vattnet.

Konstruktionsschema för en dubbelkrets el-panna. Antalet element beror på apparatens effekt och dess inre volym, men extra värmeelement ökar inte bara uppvärmningshastigheten utan också kostnaderna för el och service.

Apparatens största nackdel är snabb bildning av kalkavlagringar på värmeelementen, vilket försämrar dess funktion. Till exempel, vid en tjocklek på endast 0,5 mm minskar apparatens verkningsgrad med 10% från nominellt, och vid 2 mm – med 35-40%!

Som ett resultat värmer apparaten vattnet långsammare, vilket ökar elförbrukningen. Därför behöver pannan regelbunden rengöring och periodiskt byte av defekta värmeelement.

För att förlänga livslängden på värmeelementet rekommenderas att använda ett reningsfiltersystem eller tillsätta speciella avhärdningsmedel till värmebäraren samt fylla värmekretsen med destillerat vatten.

Dessutom kräver pannor med värmeelement regelbunden service, eftersom det handlar om säker användning av utrustningen. Värmeelementet slits gradvis och kan brinna ut.

Om detta sker med tryckavlastning av höljet är det halva problemet. I så fall kommer den upphettade nikromen helt enkelt att smulas sönder vid kontakt med vatten och utgör ingen fara för människan. Men om det lossnade elementet förblir i ett oskadat hölje och fortsätter att arbeta, kommer hela metallhöljet att bli spänningssatt tack vare vattnet som ledare.

Induktionsvärmeutrustning

Induktionspannans funktion bygger på magnetisk induktion, som omvandlar elektricitet till termisk energi. Inuti höljet finns en primärkrets med en induktionsspole som, när spänning tillförs, skapar ett växlande magnetfält.

Som ett resultat uppstår så kallade Foucaultströmmar (virvelströmmar), som värmer metallen, och den i sin tur överför sin värme till den cirkulerande värmebäraren.

Tidsbeprövade värmeelementpannor kan utan risk installeras även i ett vardagsrum, medan det för induktionsapparater är bättre att avsätta ett separat rum – trots tillverkarnas reklampåståenden har ofarligheten av elektromagnetiska fält för människor inte bekräftats av medicinsk vetenskap.

Fördelar med induktionspannor jämfört med värmeelementapparater:

• Högsta verkningsgrad – 98–99 %.
• Större värmearea och därmed snabbare värmeöverföring.
• Ingen kalkavlagring bildas på värmeelementet.
• Helt självständiga och kräver inget serviceunderhåll.
• Förutom vatten kan petroleumprodukter och olja användas som värmebärare.

Den största nackdelen med sådana apparater är det höga priset och behovet av att ansluta en indirekt varmvattenberedare eller en ackumulatortank för att förse huset med varmvatten. Därför, trots ett antal fördelar med induktionsutrustning, håller tvåkretsvärmeelementpannor stadigt ledningen i konsumenternas efterfrågan.

Pannor med elektrodvärmare

Elpannans funktion bygger på vattnets höga värmeledningsförmåga. Inuti höljet finns minus- och pluselektroder som genererar elektrisk ström, och mellan dem cirkulerar värmebäraren.

Uppvärmning sker genom energi som frigörs när molekyler delas upp i laddade joner och deras rörelse mot elektroden med motsatt polaritet. Tack vare detta sker uppvärmningen av vattnet i pannkammaren nästan omedelbart.

En nödvändig förutsättning för en elektrodpanna är god jordning, eftersom apparaterna tillhör potentiellt farliga enheter och höljet kan 'slå igenom' med en stark elektrisk laddning.

Fördelar med elektrodpannor jämfört med elpatronapparater:

• Värmer vattnet 10 gånger snabbare.
• Förbrukar 20–30 % mindre elenergi.
• Har kompakta dimensioner även vid hög produktivitet (oftast finns modellerna i väggmonterat utförande).
• Går inte sönder vid spänningsvariationer.

Men på grund av betydande nackdelar har elektrodpannor ännu inte blivit vanliga. De används främst för uppvärmning, men det går att ordna en andra krets för varmvatten om systemet kompletteras med en indirekt värmebojler.

Dessa apparater är mycket känsliga för vätskans sammansättning, som fungerar som värmebärare. Vanligt kranvatten är uteslutet, det rekommenderas att använda en specialvätska med balanserad salthalt. Dessutom löses elektroderna gradvis upp under drift och behöver bytas ut.

Elektrodpannor är mycket kompakta men har inte hög effekt, därför finns moduler med flera seriekopplade apparater för uppvärmning av stora ytor.

För säker användning rekommenderas att elektrodpannan utrustas med ett extra automatikpaket, som säljs separat och ofta kostar mer än själva enheten. Först och främst handlar det om en cirkulationspump och en elektronisk temperaturregulator som styr värmetemperaturen.

Även en strömregulator behövs som reglerar strömstyrkan och kan stänga av utrustningen för att förhindra att vattnet kokar.

Vad ska du titta på vid köpet?

När du har bestämt dig för vilken typ av apparat du vill köpa, är det dags att tänka på dess storlek och tekniska parametrar.

Oftast installerar du elpannan i köket, men du kan också inreda ett mini-pannrum som gör det möjligt att dölja oattraktiva ledningar och extra utrustning (ackumulatortank, indirekt värmebojler, etc.).

Val av apparat efter installationsmetod

Oavsett konstruktionstyp kan alla tvåkrets pannor delas in i två stora grupper – väggmonterade och golvmonterade. Mått och modellval beror direkt på den yta du behöver värma, och även på hur mycket ledigt utrymme du har för själva apparaten.

Väggpannan skiljer sig från golvpannan genom sin lilla storlek – vid behov kan den döljas i ett väggmonterat skåp eller garderob, men även en oskyddad apparat ser inte skrymmande ut och harmoniserar utmärkt med annan hushållsutrustning.

Väggmonterade apparater är avsedda för uppvärmning av relativt små ytor – upp till 100 m2, därför installeras de oftast i lägenheter eller små sommarstugor. De fästs på speciella konsoler på vilken vertikal yta som helst som klarar belastningen.

Golvmonterade pannor är ganska skrymmande apparater, men de kan förse ett hus på upp till 200 m2 med värme och oavbruten vattenförsörjning, varvid ackumulatortankar antingen kan byggas in i själva apparaten (vilket avsevärt ökar dess dimensioner) eller monteras separat.

Om husets kvadratmeter överstiger 200 m² kan man utrusta ett pannrum med flera elpannor eller använda extra värmekällor – fastbränsleutrustning eller solpaneler.

Beräkning av nödvändig effekt

Det enklaste sättet är att dela den uppvärmda ytan med 10. Man räknar med att 1 kW förbrukas vid uppvärmning av 10 m², men den resulterande siffran är mycket ungefärlig, eftersom en sådan beräkning bara är meningsfull för rum med en höjd på högst 3 meter.

Dessutom beror värmeförlusterna till stor del på förekomsten av isolering, fönstrens kvalitet och storlek, klimatförhållanden i området samt de material som använts i husets konstruktion.

Om huset har högt i tak måste man först bestämma rummets volym (yta multiplicerat med höjd). Därefter beräknas den nödvändiga effekten med antagandet att 35 W krävs per 1 m3.

När du köper, överväg modeller vars effekt är 15-20% högre än dina beräknade värden – det är bättre att ställa in pannan på en lägre effekt än att frysa under en kall vinter när utrustningen arbetar på gränsen.

Till det erhållna resultatet måste du lägga till en "säkerhetsmarginal":

• 10% – vid stor glasyta (panoramafönster, veranda etc.).
• 15% – vid avsaknad av husisolering.
• 10-15% – för områden med kalla vintrar.
• 20% – för extra belastning när varmvattenberedaren arbetar i genomströmningsläge.

Vid beräkning av erforderlig effekt för pannor med inbyggd ackumulator ska du utgå från de uppgifter som tillverkaren angett i teknisk dokumentation.

Även strömförsörjningssättet beror på pannans tekniska parametrar. Apparater upp till 10 kW kan anslutas till ett vanligt 220 V-nät, medan kraftfullare pannor kräver ett trefasnät (och detta kan kräva tillstånd från det lokala elnätet om huset inte har en 380 V-ledning).

Andra viktiga nyanser

Efter principen för vattenuppvärmning kan tvåkrets elpannor delas in i genomströmnings- och ackumulerande. De förstnämnda är ett bra alternativ för ett litet hus och familj, de kan lugnt betjäna 1-2 vattenuttagspunkter utöver uppvärmningen. Men trots kompakthet och bekvämlighet i drift har enheten «2 i 1» en betydande nackdel – hög belastning på elnätet.

Däremot tar en ackumulerande enhet mycket mer plats på grund av en extra behållare där en reserv av varmt vatten lagras. Fördelen med denna typ av utrustning är att den kan förse med vatten i stora mängder och gör det möjligt att spara upp till 10% på el, eftersom den inte använder energi för kontinuerlig uppvärmning utan endast håller temperaturen.

Tack vare en isolerande mantel blir värmeförlusterna för vattnet i behållaren högst 0,5 grader per timme. I den tekniska databladet för enheten avsedd för anslutning till varmvattensystemet ska dess kapacitet anges – temperaturminimum och -maximum, vattenvolym och nödvändig tid för uppvärmning.

Moderna elpannor gör det möjligt att styra enheten och kontrollera uppvärmningstemperaturen i rummet med hjälp av smartphones eller ett «smarta hem»-system.

Dessutom kan pannan utrustas med:

• En automatikmodul för fjärrstyrning via fjärrkontroll eller nätverk.
• Frostskydd som gör det möjligt att hålla en minimitemperatur i systemet, vilket är relevant för sommarhus och villor där det inte finns permanenta boende.
• Sensorer som övervakar väderförändringar, slår på enheten vid temperaturfall och stänger av den under soltimmar.
• Utrustning som sänker vattentemperaturen för anslutning till systemet «golvvärme».
• Sensorer med möjlighet att programmera inomhusklimatet i hela rummet eller i enskilda rum efter eget tycke.

Självklart ökar tillverkarens «bonusar» apparatens kostnad, men med deras hjälp är det bekvämare att använda pannan.

Sätt att spara pengar vid drift

För att minska elkostnaderna vid användning av en elpanna som uppvärmningsapparat och varmvattenberedare måste man minska husets totala värmeförluster.

Först och främst bör man byta ut gamla träramar mot moderna fönster med 2-3 luftkammare och se till att isolera väggarna (helst utvändigt) med frigolit, mineralull eller andra material med låg värmeledningsförmåga.

Andra sparalternativ:

1. Extra anslutning eller separata enheter som använder alternativ energi (solarpaneler, vindkraftverk, vedeldad öppen spis) minskar elförbrukningen avsevärt.
2. En flertariffmätare gör att du betalar mindre för nattvärme, och under morgon- och kvällsrusningen kan du stänga av apparaten (elen är dyrast mellan 8.00–11.00 och 20.00–22.00). Om du dessutom kompletterar systemet med en extern värmeackumulator kan du lagra den billiga nattenergin och använda den på dagen.
3. En värmeåtervinnare i ventilationssystemet hjälper till att bevara den uppvärmda luften inne i huset.
4. En veckoprogrammerare samlar in data om systemets drift under den angivna perioden för att hitta det mest bekväma och ekonomiska driftläget med minimal energiförbrukning.
5. Rumstermostater övervakar förändringar i hemmets mikroklimat och skickar data till en sensor inbyggd i pannan som stänger av/sätter på värmen, vilket förhindrar överhettning av luften och onödiga värmeförluster.

Med rätt organisation av en elpannas drift kan du minska elförbrukningen och tillhörande kostnader med upp till 40%.

Om energieffektiva uppvärmningsalternativ för fritidshus informerar nästa artikel, som i detalj behandlar denna mycket intressanta fråga.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Vi rekommenderar att du tittar på ett urval av recensioner och praktiska tips om användning av elpannor av olika konstruktioner för uppvärmning och varmvattenförsörjning i hemmet.

Nyanser av eluppvärmning – pannor och andra elvärmeapparater, beräkning av utrustningens effekt och kostnader för eldningssäsongen:

Även om dubbelkretspannor verkar vara mycket bekväma att använda, räkna först ut elkostnaderna för den kalla årstiden eller kontakta en värmetekniker innan du köper.

Kanske rekommenderar de ett mer ekonomiskt system med en enkretspanna och indirekt värmd varmvattenberedare, eller projekterar en kombinerad uppvärmning där elapparatens ”glupskhet” kompenseras av extra energikällor.

Skriv gärna kommentarer i blocket nedan. Berätta vad som var den avgörande faktorn för dig när du valde en dubbelkretspannamodell. Dela med dig av användbar information som kan hjälpa sajtens besökare, och ställ frågor.