Elvärme i småhus: översikt över bästa typerna av elektriska värmesystem

Valet av värmesystem är en avgörande fråga, vars svar påverkar boendekomforten och ägarens ekonomi. När man överväger olika alternativ är det värt att titta på elvärme i småhus, väga dess för- och nackdelar för att jämföra med andra lösningar.

Moderna system som drivs med el är mycket varierande. Långt ifrån alla förbrukar alltför stora mängder el. Låt oss titta närmare på var och en av dem.

Varför väljer man elvärme?

Man brukar anta att uppvärmning av hem med elsystem är alltför dyrt. Därför tas deras fördelar inte riktigt i beaktande.

Elektriska värmesystem räknas till de mest miljövänliga. De ger inga utsläpp till atmosfären.

Det är helt fel, eftersom elsystem har många betydande fördelar som gör dem fördelaktiga jämfört med andra typer av uppvärmning:

• Säkerhet. Utrustningen arbetar inte med öppen låga eller explosiva ämnen som andra värmare. Kvalitativt dragen ledning är ett pålitligt skydd mot eventuell brand.
• Enkel hantering och underhåll. Automatiska system reglerar utrustningens drift, vilket kräver minimal mänsklig inblandning. Det finns inga komponenter som kräver regelbundet utbyte eller rengöring.
• Fullständig miljösäkerhet. Systemet avger inga giftiga ämnen under drift, så det kan installeras i alla utrymmen.
• Inget behov av att lagra bränsle. Därför krävs inget särskilt utrymme för förvaring av brännbara material.
• Kompakthet. Större delen av utrustningen har små dimensioner. Den varierande designen gör det enkelt att välja en modell för alla inredningsstilar.
• Låg kostnad. Jämfört med värmare av andra typer är priset på sådan utrustning betydligt lägre.

Bland de betydande nackdelarna med elsystem, förutom den ganska höga elkostnaden, måste man rättvisligen notera utrustningens fullständiga beroende av el.

Det innebär att när eltillförseln upphör, slutar alla apparater att fungera, vilket blir särskilt märkbart i områden med frekventa avbrott. Dessutom krävs ett kraftfullt elnät för att utrustningen ska fungera utan avbrott, vilket inte finns överallt.

För att installera vattenburen uppvärmning med elpanna väljer man endast ett slutet system med en expansionskärl utrustad med membran, med vilket trycket i systemet regleras.

Vattenburen värme med elpanna

Det är ett standardsystem med flytande värmebärare som cirkulerar i värmekretsen. Den största skillnaden är att uppvärmningen av värmebäraren enbart sker med hjälp av en elpanna.

På grund av detta kommer ett sådant system att ha vissa särdrag. För det första kan det endast vara av sluten typ och måste vara utrustat med en expansionskärl med membran.

Annars kan man inte undvika ojämn uppvärmning av rummen, förluster i hastighet och värmeöverföringseffekt, vilket leder till överförbrukning av el och därmed oskäliga kostnader. Av samma skäl rekommenderas inte installation av system med naturlig cirkulation.

Det optimala alternativet är forcerad cirkulation av värmebäraren, vilket gör det möjligt att maximera elbesparingen. För att arbeta med ett sådant värmesystem kan man använda tre typer av elpannor. Vi går igenom för- och nackdelar med var och en.

Pannor med elpatroner

I varje sådan anordning installeras TEN-element. Det är värmeelement som fungerar enligt principen om resistiv uppvärmning av en ledare genom vilken elektrisk ström passerar.

På grund av att de måste arbeta i vätska, installeras ytterligare skydd i form av ett vattentätt hölje och pålitlig isolering. Därför minskar effekten hos TEN-elementen något.

Bilden visar konstruktionen av en elpanna med ett värmeelement

Som ett resultat är verkningsgraden för varje sådan värmare högst 80 %. Därför, för att pannor av denna typ ska kunna värma upp värmebäraren till önskad temperatur, måste man antingen öka antalet värmeelement eller installera värmare med högre effekt.

I vilket fall som helst är energiförluster oundvikliga, vilket påverkar effektiviteten hos denna typ av apparater negativt. Oftast installerar tillverkarna 3–4 värmeelement i en panna. Olika driftlägen för apparaten finns. Beroende på detta kan alla värmeelement, bara ett av dem eller grupper av element aktiveras.

Effekten hos elpannor av värmeelementtyp varierar från 3 till 50 kW. De kraftfullaste modellerna är avsedda för anslutning till ett trefasnät, medan mindre kraftfulla kan arbeta på enfas.

Arrangemanget av värmeelement i apparaten kan variera, vilket påverkar deras utseende. De kan tillverkas i form av cylindrar med dolda värmeelement inuti och en separat kontrollenhet, eller ha en vanlig rektangulär form med kontroller på höljet.

Kostnaden för pannor av denna typ är mycket låg, vilket beror på deras ineffektivitet.

Under drift täcks värmeelementets yta av kalk och saltavlagringar, så det måste bytas ut regelbundet.

Värmeelementanordningar har även andra nackdelar. Först och främst är livslängden för värmeelementet kort. Under drift täcks det av saltavlagringar och går sönder.

Därför är regelbundet byte av värmeelement nödvändigt för en sådan apparat. En annan nackdel är att när utrustningen startas med en liten mängd värmebärare eller utan den, går värmarna sönder.

Pannor med elektrodprincip

Apparatens arbetsprincip skiljer sig helt från värmeelementmodeller. För att generera värme används frekvenssvängningar i växelströmssystemet, vilket i sin tur orsakar oscillationer av jonerna i elektrolyten, vilket leder till snabb uppvärmning.

Själva pannan består av ett hölje med två elektroder nedsänkta i värmebäraren, som är en ledande vätska eller elektrolyt. Oftast används en frostskyddsvätska av något märke för detta ändamål.

Elektrodanordningar utmärker sig fördelaktigt genom kompakthet och låg vikt, samtidigt som de har hög värmeeffekt. Sådana pannor kan installeras i grupper, och man kan starta en eller flera apparater samtidigt efter behov. En annan fördel med elektrodutrustning är att den är nästan helt okänslig för spänningsvariationer i nätet.

Elektrodpannor är mycket kompakta, vilket är en fördel jämfört med motstycken av värmeelementtyp

En säker spänningsvariation för dem är 15–20 %, vilket är ganska mycket. Men för enheterna är stabiliteten i växelströmsfrekvensen mycket viktig. Elektrodpannor är helt brandsäkra eftersom en sådan anordning inte kan överhettas och vid frånvaro av värmebärare slås den helt enkelt inte på.

Apparaten värms upp mycket snabbt. När det gäller effektivitet överträffar den värmeelementmotsvarigheten med 20 %, det vill säga dess verkningsgrad är cirka 98 %. Dessutom kan dess kapacitet ökas.

Detta uppnås genom att ansluta enheten med metallrör. Därmed expanderar joniseringszonen för värmebäraren avsevärt, vilket ger en effekt av ökad kapacitet. Kostnaden för elektrodpannor är låg. Därför, när sådan utrustning först dök upp, ansågs den vara nästan den idealiska värmeanordningen.

Men under drift har också nackdelar framkommit. Först och främst är enhetens effekt inte stabil.

Den beror mycket starkt på den elektriskt ledande vätskans kemiska sammansättning och temperatur, eftersom även små avvikelser förändrar lösningens elektriska ledningsförmåga, vilket leder till förändringar i uppvärmningsintensiteten. Dessutom är elektrodsystemet mycket svårt att automatiskt styra och reglera.

Elektrodpannor kan installeras i grupper, vilket ger betydande bekvämlighet i deras drift.

För pannor av denna typ är sammansättningen och renheten hos värmebäraren extremt viktig. Om lösningens proportioner inte följs eller om den förorenas, går alla fördelar med systemet förlorade. Därför krävs minst en gång om året en korrigering av elektrolytens kemiska sammansättning.

Med samma frekvens måste värmeväxlaren och hela värmesystemet rengöras från saltavlagringar, som kommer att samlas ganska snabbt. Ett obligatoriskt villkor för att ansluta ett elektrodbaserat elvärmesystem i huset är närvaron av en jordningsslinga.

Således, trots att sådana värmeanordningar är mer ekonomiska än sina värmeelementmotsvarigheter, är de inte särskilt efterfrågade. Ett ganska stort antal nackdelar gör deras användning för uppvärmning av ett privat hus inte helt bekvämt.

Värmepannor av induktionstyp

Dessa är de mest avancerade representanterna för elvärmesystem. Grunden för dessa enheter är principen om elektromagnetisk induktion. Allt går till på följande sätt. Genom primärlindningen, som är placerad i enhetens kärna, leds elektrisk ström.

Den inducerar spänning i den sekundära lindningen, som är placerad närmare enhetens hölje. Den utgör ett labyrintiskt rörsystem genom vilket värmebäraren passerar.

I figuren visas schematiskt en induktionspanna och dess funktionsprincip

Vid sluten sekundärkrets uppstår resistiv uppvärmning av ledaren, och därmed av värmebäraren. Det förekommer inga energiförluster, så verkningsgraden för ett sådant system är nästan 100%.

Vätskan värms upp mycket snabbt och jämnt. Induktionspannor är mycket ekonomiska. Denna egenskap ökar ytterligare genom systemets självinduktion, som är kopplad till extra reaktiv effekt.

Den produceras av strömmar som går genom den slutna sekundärkretsen. Värdena på den extra effekten som uppstår är ganska stora. En annan variant av induktionspanna fungerar något annorlunda – virvelinduktionsvärmare eller VIN.

Till dess primärlindning matas en spänning som omvandlas till hög frekvens. Därmed ökar det elektromagnetiska fältets styrka kraftigt.

Vad ger samma snabba ökning av strömstyrkan som genereras av detta fält? En speciell egenskap hos VIN-pannan är att den saknar sekundärlindning. Istället används alla metallytor i utrustningen.

De tillverkas speciellt av material med utpräglade ferromagnetiska egenskaper. Uppkomsten av virvelströmmar leder till omagnetisering, vilket orsakar kraftig och nästan omedelbar uppvärmning av ferromagnetiska legeringar.

Induktionspannor är kompakta men väger ändå betydligt

Följaktligen deltar nästan alla massiva höljeselement i värmeväxlingsprocessen, vilket gör det möjligt att uppnå en mycket hög verkningsgrad, nära 100%. Induktionspannor av båda typerna kännetecknas av betydande vikt och relativt små dimensioner. De kan installeras en och en eller i grupper; det senare ger betydande fördelar vid organisering av byggnadsuppvärmning.

En induktionspanna för ett sommarhus eller ett litet privat hus kan du bygga själv. Guide för montering av induktionspanna som presenteras i vår rekommenderade artikel hjälper dig att välja det bästa alternativet och bygga enheten på rätt sätt.

Till fördelarna med induktionspannor hör snabb, nästan omedelbar uppvärmning. Utrustningen är lätt att justera, därför monteras automatiska styrenheter som ger exakta inställningar. När det gäller el- och brandsäkerhet är dessa enheter mest gynnsamma jämfört med andra typer.

Höga verkningsgraden hos induktionsapparater minskar inte ens efter långvarig användning. Detta beror på att det inte ansamlas saltavlagringar eller kalk inuti enheten. De avlägsnas av högfrekventa mikrovibrationer som följer med utrustningens drift. Av samma anledning finns inga särskilda krav på värmemediets kemiska sammansättning. Pannorna är okänsliga för det.

Användning av induktionspannor ger en elbesparing på cirka 40 % jämfört med andra typer av elpannor.

En annan fördel är den långa livslängden för induktionspannor. Utan överdrift kan den räknas i decennier. Det beror på att utrustningen helt enkelt inte har några känsliga delar. Kontakten mellan apparatens elektriska del och värmemediet saknas helt.

Problem kan uppstå endast med svetsfogar, som vanligtvis håller mycket länge. Den främsta fördelen med denna typ av utrustning är dess effektivitet.

Praktiken visar att den kan spara upp till 40 % el jämfört med motstånds- och elektrodpannor. Bland nackdelarna kan nämnas ett svagt vibrationsljud som pannorna avger under drift.

Massiviteten kräver uppmärksamhet vid installation, särskilt om enheten monteras på väggen. En annan nackdel är den ganska höga kostnaden för induktionsapparater.

Utrustning för infravärme

För att värma upp ditt fritidshus med el kan du använda moderna infravärmesystem. De fungerar enligt principen om vågöverföring av energi över ett visst avstånd.

Det hela fungerar på följande sätt. Strålaren omvandlar elektrisk energi till en infraröd våg och sänder ut den. Vågorna rör sig tills de träffar en ogenomskinlig yta.

Temperaturfördelningen vid infravärme är mycket mer behaglig för människan än vid traditionella uppvärmningsmetoder.

Här omvandlas de till termisk energi och värmer upp det föremål som de möter på sin väg. Ett föremål som värms upp på detta sätt, oavsett om det är en stor möbel, golv eller vägg, börjar avge värme till atmosfären och värmer därmed upp luften i rummet.

På så sätt sker en maximalt jämn uppvärmning av rummet, och temperaturerna fördelas på det mest bekväma sättet för människan. Samtidigt finns det praktiskt taget inga energiförluster, vilket ger en hög verkningsgrad för infravärmare.

De tillverkas i olika varianter. Speciellt populär är en speciell infraröd film med inbyggda kolavsändare. Den används för att installera golvvärmesystem och kan användas i tak och på väggar. Filmen täcks med valfritt ytmaterial, vilket inte påverkar dess egenskaper.

Tjockleken på den infraröda filmen är liten, den är osynlig under valfri beläggning. Systemet är fuktbeständigt och tål dynamiska belastningar. Det kan demonteras och återanvändas.

I handeln kan du hitta infraröda värmare, både vanliga och i form av plattor i olika storlekar. De är också avsedda att monteras på väggar eller i tak. I detta fall handlar det dock snarare om extra uppvärmning än primär.

När det gäller ekonomi överträffar infraröd utrustning alla kända elektriska värmesystem. Detta beror på att det snabbt kan värma upp rummet, varefter en automatisk styrenhet periodvis slår på/stänger av enheten för att upprätthålla önskad temperatur.

Till nackdelarna med infraröda system hör den strikta riktningen av värmen. Enheten värmer endast området framför sig. Därför läggs till exempel infraröd film runt hela omkretsen av golvet eller taket.

En annan nackdel är den ganska höga kostnaden för sådan utrustning, särskilt om man behöver köpa material för golvvärme eller PLEN-system för taket. Man måste dock erkänna att sådana investeringar ganska snabbt betalar sig.

Moderna infravärmare kan utformas som dekorativa paneler

Elkonvektorer för uppvärmning

Dessa apparaters funktion liknar den hos värmeelement. De värms också upp och överför värme till den omgivande luften. Skillnaden är att konvektorer saknar värmebärare. Därför behövs inga system med till- och frånledningar.

Istället finns det värmeelement inuti apparaten som värmer upp dess yta. Den nedre delen av enheten är avsedd för att ta in kall luft.

Den kommer in i konvektorn genom ett speciellt nät. När den värms upp av värmeelementet stiger luften uppåt och lämnar genom den övre gallret.

Under drift skapar värmaren en stabil uppåtgående ström av varm luft som värmer rummet ganska snabbt. För att reglera värmetemperaturen är utrustningen utrustad med en termostat, och en automatisk kontrollenhet kan installeras.

Tillverkarna erbjuder ett brett sortiment av enheter med olika effekt och design. För rum med hög luftfuktighet kan man köpa enheter med speciellt skydd. Kriterierna för att välja en elektrisk konvektor presenteras i följande artikel, som vi rekommenderar att läsa.

Konvektorer är extremt enkla att använda och säkra. Värmeelementet i enheten är inuti höljet, medan den yttre panelen värms upp väldigt lite, så det är omöjligt att bränna sig på den.

Figuren visar schematiskt principen för en elektrisk konvektor: kalla luftmassor dras in i apparaten nedifrån och efter bearbetning släpps ut ovanifrån.

Värmare är ljudlösa, så de orsakar inga besvär. Det finns olika varianter av konvektorer, inklusive mobila bärbara modeller. Det finns enheter avsedda för golvmontage. De installeras under fönster, framför dörrar och på andra liknande platser där de skapar en effektiv termisk barriär som förhindrar kyla från att komma in i rummet.

Till konvektorernas negativa egenskaper räknas deras låga effekt. Därför krävs ett ganska stort antal för att värma upp en byggnad, vilket belastar elledningarna kraftigt. Dessutom är effektiviteten hos sådana apparater låg. De förbrukar ganska mycket el.

En variant av elektrisk konvektor som installeras direkt i golvet

Elektriska golvvärmesystem

Deras funktionsprincip bygger på användning av resistiva ledare som värms upp när elektrisk ström passerar genom dem. I grund och botten är elektrisk golvvärme en värmekabel som kan vara två- eller enledare, vilket avgör hur den installeras.

Det finns varianter utrustade med en halvledarmatris. Dessa är så kallade självreglerande kablar som kan kontrollera uppvärmningen.

För installation av golvvärme kan en värmekabel användas som läggs direkt i avjämningsmassan. Det finns inget annat installationsalternativ. I detta fall blir cementavjämningen en slags värmelagring.

Ett bekvämare alternativ för installation är elektriska mattor. De består av samma typ av värmekabel som är fäst på ett glasfibernät.

Fördelen med mattorna är att de inte bara kan läggas i avjämningsmassa. I vissa fall, till exempel under keramiska plattor, kan systemet läggas direkt i limmet, vars skikt måste ökas något.

Den största nackdelen med båda alternativen för kabelgolv är att om en av sektionerna i systemet skadas, slutar den del av konstruktionen som ligger bakom den att fungera.

Vid installation läggs värmekabeln så att dess sektioner inte vidrör varandra

Stavvärmemattor har inte denna nackdel. De består av par av ledare som är förbundna med parallellt placerade stavar.

Systemet fungerar enligt principen för självreglering av värmegraden. Golvvärme av alla typer är utrustad med en termostat som styr uppvärmningen av enheten till en viss temperatur, varefter utrustningen stängs av.

Periodisk automatisk påslagning av systemet sker endast för att bibehålla den inställda temperaturen. Detta arbetssätt gör att man kan spara el, men en sådan uppvärmning är ändå ganska energikrävande.

Därför används det oftare som ett extra värmesystem och för att skapa särskilt bekväma varma zoner i rum. Det kan till exempel vara områden för barnlek eller golv i badrummet.

Stavsystem fortsätter att fungera även om ett av elementen går sönder

De olika typerna av elektrisk golvvärme som används i hemmet presenteras här. För den som vill jämföra olika systemalternativ och utvärdera deras för- och nackdelar rekommenderar vi att läsa innehållet i denna artikel.

Slutsatser och användbar video om ämnet

En videoöversikt berättar vilken elpanna du ska välja för ditt hem:

Vi tittar på egenskaperna hos olika typer av elektrisk golvvärme:

Hur fungerar infravärme:

Oljeradiatorer, elektriska värmare och liknande utrustning kan räknas till kategorin 'gårdagen'. Det är praktiskt taget omöjligt att ordna fullvärdig uppvärmning med dem. Dessutom är de mycket oekonomiska, så elräkningarna kommer att vara astronomiska.

De elektriska värmesystem som diskuterats ovan är effektiva och kan användas för privata hus. Det är bara viktigt att isolera byggnaden väl, annars måste man betala för mycket för el.

Och vilken typ av elektriska värmesystem använder du för att förbättra komfortförhållandena i ditt hem? Kanske känner du till användbara nyanser vid val och drift av elektrisk värmeutrustning? Skriv gärna kommentarer, lämna bilder på ämnet i artikeln, ställ frågor i blocket nedan.