Elektrische verwarming in een woonhuis: overzicht van de beste soorten elektrische verwarmingssystemen

De keuze van het verwarmingssysteem is een cruciale vraag, waarvan het wooncomfort en het behoud van de financiële middelen van de eigenaar afhangen. Bij het overwegen van verschillende opties is het de moeite waard om aandacht te besteden aan elektrische verwarming in een particuliere woning, de voor- en nadelen ervan te evalueren om het met andere aanbiedingen te vergelijken.

Moderne systemen die op elektriciteit werken, zijn zeer divers. Lang niet alle verbruiken een buitensporig grote hoeveelheid elektriciteit. Laten we elk ervan in detail bekijken.

Waarom kiest men voor elektrische verwarming?

Men gaat ervan uit dat het verwarmen van een huis met systemen die op elektriciteit werken te kostbaar is. Daarom worden de voordelen ervan niet echt in overweging genomen.

Elektrische verwarmingssystemen behoren tot de meest milieuvriendelijke. Ze stoten geen enkele vervuiling uit in de atmosfeer

Dit is fundamenteel onjuist, want elektrische systemen hebben vele significante voordelen die hen gunstig onderscheiden van andere soorten verwarming:

• Veiligheid. De apparatuur werkt niet met open vuur en explosieve stoffen, zoals andere verwarmingsapparaten. Een kwalitatief gelegde bedrading is een betrouwbare bescherming tegen mogelijke brand.
• Eenvoudig in bediening en onderhoud. Automatische systemen regelen de werking van de apparatuur, wat minimale menselijke tussenkomst vereist. Er zijn geen onderdelen die regelmatig vervangen of gereinigd moeten worden.
• Volledige ecologische veiligheid. Tijdens het gebruik geeft het systeem geen giftige stoffen af, daarom kan het in elke ruimte worden geïnstalleerd.
• Geen noodzaak om brandstofvoorraad op te slaan. Daarom is er geen speciale ruimte nodig voor het opslaan van brandbare materialen.
• Compactheid. Het grootste deel van de apparatuur is klein van formaat. Het gevarieerde ontwerp van de apparaten maakt het gemakkelijk een model te kiezen voor elk interieur.
• Lage kosten. In vergelijking met verwarmingsapparaten van andere typen is de prijs van dergelijke apparatuur aanzienlijk lager.

Van de significante nadelen van elektrische systemen, naast de vrij hoge kosten van elektriciteit, moet eerlijkheidshalve de volledige energieafhankelijkheid van de apparatuur worden vermeld.

Dit betekent dat bij het stoppen van de stroomtoevoer alle apparaten zullen stoppen met werken, wat vooral merkbaar zal zijn in gebieden met frequente stroomuitval. Bovendien is voor een ononderbroken werking van de apparatuur een krachtig elektriciteitsnet nodig, wat lang niet overal aanwezig is.

Voor de installatie van waterverwarming met een elektrische ketel kiest men alleen een gesloten systeem met een membraan-expansievat, waarmee de druk in het systeem wordt geregeld.

Waterverwarming met een elektrische ketel

Het is een standaardsysteem met vloeibare warmteoverdracht die door het verwarmingscircuit circuleert. Het belangrijkste verschil is dat de verwarming van de warmteoverdracht alleen plaatsvindt door het gebruik van een elektrische ketel.

Daarom zal een dergelijk systeem enkele kenmerken hebben. Allereerst kan het alleen van het gesloten type zijn en moet het zijn uitgerust met een membraan-expansievat.

Anders kan men ongelijkmatige verwarming van de ruimtes, verlies van snelheid en warmteoverdracht niet voorkomen, wat leidt tot overmatig elektriciteitsverbruik en dus ongerechtvaardigde kosten. Om dezelfde redenen wordt het afgeraden om een systeem met natuurlijke circulatie te installeren.

De optimale optie is geforceerde circulatie van de warmteoverdracht, wat maximale energiebesparing mogelijk maakt. Voor een dergelijk verwarmingssysteem kunnen drie soorten elektrische ketels worden gebruikt. Laten we de voor- en nadelen van elk ervan bekijken.

Ketels met verwarmingselementen van het type TEN

In elk van dergelijke apparaten zijn TEN-verwarmingselementen geïnstalleerd. Dit zijn verwarmingselementen die werken volgens het principe van resistieve verwarming van een geleider waar elektrische stroom doorheen stroomt.

Omdat ze in vloeistof moeten werken, wordt er extra bescherming op de apparaten geïnstalleerd in de vorm van een waterdichte behuizing en betrouwbare isolatie. Daarom neemt het vermogen van de TEN-verwarmingselementen enigszins af.

De afbeelding toont de constructie van een elektrische ketel met een TEN-verwarmingselement

Het rendement van elk dergelijk verwarmingselement bedraagt niet meer dan 80. Daarom is het voor ketels van dit type, om de verwarmingsvloeistof tot de gewenste temperatuur te verwarmen, nodig om het aantal TEN's te verhogen, of om verwarmingselementen met een hoger vermogen te installeren.

In elk geval zijn energieverliezen onvermijdelijk, wat een negatieve invloed heeft op de energiezuinigheid van apparaten van dit type. Meestal installeren fabrikanten 3-4 TEN's in één ketel. Er worden verschillende bedrijfsmodi van het apparaat voorzien. Afhankelijk hiervan kunnen alle verwarmingselementen, slechts één daarvan of groepen elementen worden ingeschakeld.

Het vermogen van elektrische ketels van het TEN-type varieert van 3 tot 50 kW. De krachtigste modellen zijn ontworpen voor aansluiting op een driefasig netwerk, minder krachtige kunnen werken op een enkelfasig netwerk.

De lay-out van de TEN's in het apparaat kan verschillen, wat hun uiterlijk beïnvloedt. Ze kunnen worden vervaardigd in de vorm van cilinders met 'verborgen' verwarmingselementen aan de binnenkant en een aparte behuizing voor de besturingseenheid, of een gebruikelijke rechthoekige vorm hebben met op de behuizing geplaatste bedieningselementen.

De kosten van ketels van dit type zijn zeer laag, wat wordt veroorzaakt door hun inefficiëntie.

Tijdens het gebruik raakt het oppervlak van de TEN bedekt met kalk en zoutafzettingen, waardoor deze regelmatig moet worden vervangen.

TEN-apparaten hebben nog meer nadelen. Allereerst is er de korte levensduur van het verwarmingselement. Tijdens het gebruik van het apparaat raakt het bedekt met zoutafzettingen en valt het uit.

Daarom is regelmatige vervanging van TEN's voor een dergelijk apparaat noodzakelijk. Een ander 'nadeel' is dat bij het starten van de apparatuur met een kleine hoeveelheid verwarmingsvloeistof of zonder, de verwarmingselementen defect raken.

Ketels met een elektrode-werkingsprincipe

Het werkingsprincipe van het apparaat verschilt fundamenteel van TEN-modellen. Om warmte te genereren worden frequentietrillingen in het wisselstroomnet gebruikt, die op hun beurt trillingen van ionen in de elektrolyt veroorzaken, wat leidt tot snelle verhitting.

De ketel zelf bestaat uit een behuizing met twee elektroden die zijn ondergedompeld in de verwarmingsvloeistof, die wordt gevormd door een geleidende vloeistof of elektrolyt. Meestal wordt voor dit doel een antivries van een of ander merk gebruikt.

Elektrode-apparaten onderscheiden zich gunstig door hun compactheid en lage gewicht, terwijl hun verwarmingsvermogen hoog is. Dergelijke ketels kunnen in groepen worden geïnstalleerd, waarbij één of meerdere apparaten tegelijk worden ingeschakeld naar behoefte. Een ander voordeel van elektrode-apparatuur is de vrijwel volledige ongevoeligheid voor spanningsschommelingen in het net.

Elektrodeketels zijn zeer compact, wat hen gunstig onderscheidt van analogen van het verwarmingselementtype

Het veilige bereik van fluctuaties voor hen is 15-20%, wat behoorlijk veel is. Voor de apparaten is echter de stabiliteit van de frequentie van wisselstroom erg belangrijk. Elektrodeketels zijn volledig brandveilig, omdat een dergelijk apparaat niet kan oververhitten en bij afwezigheid van koelmiddel gewoon niet inschakelt.

Het apparaat warmt zeer snel op. Wat zuinigheid betreft, overtreft het de verwarmingselementanaloog met 20%, dat wil zeggen dat het rendement ongeveer 98% bedraagt. Bovendien kan de productiviteit worden verhoogd.

Dit wordt bereikt door het apparaat te verbinden met metalen buizen. Hierdoor wordt de ionisatiezone van de koelvloeistof aanzienlijk uitgebreid, wat het effect van productiviteitsverhoging geeft. De kosten van elektrodeketels zijn laag. Daarom werd dergelijke apparatuur, toen het net verscheen, beschouwd als bijna het ideale verwarmingstoestel.

Tijdens het gebruik kwamen echter ook nadelen naar voren. Allereerst is dat het niet stabiele vermogen van het apparaat.

Het hangt sterk af van de chemische samenstelling van de geleidende vloeistof en de temperatuur ervan, omdat zelfs bij kleine afwijkingen de elektrische geleidbaarheid van de oplossing verandert, wat leidt tot veranderingen in de intensiteit van de verwarming. Bovendien is het elektrodesysteem zeer slecht geschikt voor automatische besturing en regeling.

Elektrodeketels kunnen in groepen worden geïnstalleerd, wat een aanzienlijk gemak biedt bij het gebruik ervan

Voor ketels van dit type is de samenstelling en zuiverheid van de koelvloeistof uiterst belangrijk. Bij niet-naleving van de verhoudingen van de oplossing of vervuiling ervan verdwijnen alle voordelen van een dergelijk systeem. Daarom is het minstens één keer per jaar nodig om de chemische samenstelling van de elektrolyt aan te passen.

Met dezelfde frequentie moeten de warmtewisselaar en het hele verwarmingssysteem worden gereinigd van zoutafzettingen, die vrij snel zullen ophopen. Een verplichte voorwaarde voor het aansluiten van een elektrisch verwarmingssysteem van het elektrodetype is de aanwezigheid van een aardingscircuit.

Dus ondanks dat dergelijke verwarmingstoestellen zuiniger zijn dan hun verwarmingselementanalogen, zijn ze niet bijzonder gewild. Een vrij groot aantal nadelen maakt het gebruik ervan voor het verwarmen van een particulier huis niet helemaal handig.

Verwarmingsketels van het inductietype

Dit zijn de meest geavanceerde vertegenwoordigers van elektrische verwarmingssystemen. Deze apparaten zijn gebaseerd op het principe van elektromagnetische inductie. Het gebeurt als volgt. Door de primaire wikkeling, die in de kern van het apparaat is geplaatst, wordt elektrische stroom geleid.

Het induceert een spanning in de secundaire wikkeling, die zich dichter bij de behuizing van het apparaat bevindt. Deze secundaire wikkeling is een labyrintisch systeem van buizen waardoor de warmtedrager stroomt.

In de figuur is schematisch een inductieketel en het werkingsprincipe weergegeven.

Bij het sluiten van de secundaire kring ontstaat er resistieve verwarming van de geleider en, dienovereenkomstig, van de warmtedrager. Er zijn geen energieverliezen, dus het rendement van een dergelijk systeem is bijna 100%.

Het verwarmen van de vloeistof gebeurt zeer snel en gelijkmatig. Inductieketels zijn zeer zuinig. Deze indicator wordt nog verder verhoogd door de zelfinductie van het systeem, die verband houdt met het extra reactieve vermogen.

Zij wordt geproduceerd door de stromen die door de secundaire gesloten kring lopen. De waarden van het ontstane extra vermogen zijn daarbij vrij groot. Een variant van de inductieketel werkt enigszins anders: de wervelinductieverwarmer of VIN.

Op de primaire wikkeling ervan wordt spanning toegevoerd die vooraf wordt omgezet in hoogfrequente spanning. Zo neemt de intensiteit van het elektromagnetische veld sterk toe.

Wat levert een dergelijke snelle toename van de stroomsterkte, die door dit veld wordt gegenereerd, op? Het bijzondere van de VIN-ketel is dat hij geen secundaire wikkeling heeft. In plaats daarvan worden alle metalen oppervlakken van de apparatuur gebruikt.

Ze worden speciaal vervaardigd uit materialen met uitgesproken ferromagnetische eigenschappen. Het verschijnen van wervelstromen leidt tot omkering van de magnetisatie, wat een sterke en vrijwel onmiddellijke verhitting van ferromagnetische legeringen veroorzaakt.

Inductieketels zijn compact, maar hebben daarbij een aanzienlijk gewicht.

Bijgevolg nemen vrijwel alle massieve elementen van de behuizing deel aan het warmte-uitwisselingsproces, wat de mogelijkheid biedt om een zeer hoog rendement te behalen dat bijna 100% bedraagt. Inductieketels van beide varianten onderscheiden zich door een aanzienlijk gewicht en relatief kleine afmetingen. Ze kunnen afzonderlijk of in groepen worden geïnstalleerd; dit laatste biedt aanzienlijke voordelen bij het organiseren van de verwarming van een gebouw.

Een inductieketel voor het inrichten van een datsja of een klein particulier huis kan met eigen handen worden gemaakt. Handleiding voor het monteren van een inductieketel, die in het door ons aanbevolen artikel wordt gegeven, helpt u de optimale variant te kiezen en het apparaat vakkundig te bouwen.

Tot de voordelen van inductieketels behoort een snelle, bijna onmiddellijke opwarming. De apparatuur is gemakkelijk te regelen, waardoor er automatische besturingseenheden op worden gemonteerd die nauwkeurige instellingen mogelijk maken. Wat elektrische en brandveiligheid betreft, zijn deze apparaten het meest gunstig in vergelijking met soortgelijke apparaten van andere types.

Het hoge rendement van inductieapparaten neemt niet af, zelfs niet na langdurig gebruik. Dit komt doordat er zich geen zoutafzettingen of kalkaanslag in het apparaat ophopen. Deze worden verwijderd door hoogfrequente microtrillingen die gepaard gaan met de werking van de apparatuur. Om dezelfde reden zijn er geen speciale eisen aan de chemische samenstelling van het koelmiddel. De ketels zijn hier ongevoelig voor.

Het gebruik van inductieketels levert een energiebesparing van ongeveer 40% op in vergelijking met het gebruik van elektrische ketels van andere types

Een ander voordeel is de lange levensduur van inductieketels. Het kan zonder overdrijving tientallen jaren duren. Dit wordt verklaard doordat de apparatuur eenvoudigweg geen kwetsbare onderdelen heeft. Er is volledig geen contact tussen het elektrische deel van het apparaat en het koelmiddel.

Problemen kunnen alleen optreden bij lasnaden, die meestal zeer lang meegaan. Het belangrijkste voordeel van dit type apparatuur is de zuinigheid.

De praktijk leert dat het tot 40% elektriciteit bespaart in vergelijking met zijn verwarmingselement- en elektrode-analogen. Als nadelen valt een klein trillingsgeluid te noemen dat de ketels tijdens het werk produceren.

De massiviteit, wat aandacht vereist bij de montage, vooral als het apparaat aan de muur wordt bevestigd. Nog een nadeel is de vrij hoge prijs van inductieapparaten.

Apparatuur voor infraroodverwarming

Voor het verwarmen van uw landhuis met elektriciteit kunt u moderne infraroodverwarmingssystemen gebruiken. Voor hun werking wordt het principe van golfenergieoverdracht over een bepaalde afstand toegepast.

Alles gebeurt als volgt. De straler zet elektrische energie om in een infrarode golf en zendt deze uit. De golven bewegen totdat ze een ondoorzichtig oppervlak raken.

De temperatuurverdeling bij gebruik van infraroodverwarming is veel comfortabeler voor de mens dan bij gebruik van traditionele verwarmingsmethoden

Hier worden ze omgezet in thermische energie, waarbij het object dat hun pad kruist wordt verwarmd. Een op deze manier verwarmd voorwerp, of het nu grote meubels, de vloer of de muur is, begint warmte af te geven aan de atmosfeer, waardoor de lucht in de kamer wordt verwarmd.

Op deze manier wordt de ruimte zo gelijkmatig mogelijk verwarmd, waarbij de temperaturen op de meest comfortabele manier voor de mens worden verdeeld. Bovendien is er vrijwel geen energieverlies, wat het hoge rendement van infraroodverwarmers verklaart.

Ze worden in verschillende uitvoeringen geproduceerd. Vooral populair is de speciale infraroodfolie met daarin ingesloten koolstofstralers. Deze wordt gebruikt voor het aanleggen van een vloerverwarmingssysteem en kan ook op het plafond en de muren worden toegepast. De folie kan worden bedekt met elk afwerkingsmateriaal, zonder dat dit de eigenschappen ervan beïnvloedt.

De dikte van de infraroodfolie is gering en deze is onzichtbaar onder elke bedekking. Het systeem is vochtbestendig en bestand tegen dynamische belastingen. Het kan worden gedemonteerd en opnieuw worden gebruikt.

In de handel zijn infraroodverwarmers verkrijgbaar, zowel gewone als uitgevoerd in de vorm van panelen van verschillende afmetingen. Ze zijn eveneens bedoeld om aan muren of het plafond te worden bevestigd. Het gaat hierbij echter meer om bijverwarming dan om de hoofdverwarming.

Wat zuinigheid betreft overtreft infraroodapparatuur alle bekende elektrische verwarmingssystemen. Dit komt doordat het de ruimte zeer snel kan verwarmen, waarna een automatische regeleenheid het apparaat periodiek aan- en uitschakelt om de gewenste temperatuur te handhaven.

Tot de nadelen van infraroodsystemen behoort de sterke gerichtheid van de verwarming. Het apparaat verwarmt alleen het gebied dat zich ervoor bevindt. Daarom wordt infraroodfolie bijvoorbeeld over de gehele omtrek van de vloer of het plafond gelegd.

Nog een nadeel is de vrij hoge kosten van dergelijke apparatuur, vooral als u materiaal moet aanschaffen voor de aanleg van vloerverwarming of een PLEN-systeem voor het plafond. Overigens moet worden toegegeven dat dergelijke investeringen vrij snel worden terugverdiend.

Moderne infraroodverwarmers kunnen worden uitgevoerd als een decoratief paneel.

Elektrische convectoren

De werking van deze apparaten lijkt op die van verwarmingsradiatoren. Ze warmen ook op en geven warmte af aan de omringende lucht. Het verschil is dat convectoren geen warmtedragende vloeistof bevatten. Daarom zijn systemen van aan- en afvoerleidingen niet nodig.

In plaats daarvan bevinden zich in het apparaat verwarmingselementen die het oppervlak verwarmen. Het onderste deel van het apparaat is bedoeld voor het aanzuigen van koude lucht.

Het dringt de convector binnen via een speciaal rooster. Door de verwarming door het verwarmingselement stijgt de lucht op en verlaat deze via het bovenste rooster.

Tijdens de werking van het verwarmingstoestel ontstaat een stabiele opwaartse stroom van warme lucht, die de ruimte vrij snel verwarmt. Voor het regelen van de verwarmingstemperatuur is de apparatuur uitgerust met een thermostaat; er kan een automatische regeleenheid worden geïnstalleerd.

Fabrikanten brengen een breed scala aan apparaten met verschillende vermogens en ontwerpen op de markt. Voor ruimtes met een hoge luchtvochtigheid kunt u apparaten met speciale bescherming aanschaffen. Met de criteria voor het kiezen van een elektrische convector kunt u kennismaken in het volgende artikel, dat wij u aanraden te lezen.

Convectoren zijn uiterst eenvoudig in gebruik en veilig. Het verwarmingselement van het apparaat bevindt zich in de behuizing; het buitenpaneel wordt zeer weinig heet, dus u kunt zich er niet aan branden.

In de afbeelding wordt schematisch het werkingsprincipe van een elektrische convector getoond: koude luchtmassa's worden van onderen door het apparaat aangezogen en na verwerking bovenaan naar buiten afgevoerd.

Verwarmingsapparaten zijn geluidloos, dus veroorzaken ze geen enkel ongemak. Er worden verschillende variaties convectorradiatoren geproduceerd, waaronder mobiele draagbare modellen. Er bestaan apparaten die bestemd zijn voor inbouw in de vloer. Ze worden onder ramen, voor deuren en op andere soortgelijke plaatsen geïnstalleerd, waar de apparaten een effectief warmtegordijn creëren dat voorkomt dat koude de ruimte binnendringt.

Tot de negatieve kenmerken van convectorradiatoren behoort hun kleine vermogen. Daarom zal voor het verwarmen van een gebouw een vrij groot aantal ervan nodig zijn, wat een serieuze belasting voor de bedrading vormt. Bovendien is de efficiëntie van dergelijke apparaten laag. Ze verbruiken een vrij grote hoeveelheid elektriciteit.

Een variant van de elektrische convector die direct in de vloer wordt ingebouwd

Elektrische systemen 'vloerverwarming'

Hun werkingsprincipe bestaat uit het gebruik van resistieve geleiders die opwarmen wanneer er elektrische stroom doorheen gaat. In wezen is elektrische vloerverwarming een verwarmingskabel die twee- of eenaderig kan zijn, wat de manier van leggen bepaalt.

Er bestaan varianten die zijn uitgerust met een halfgeleidermatrix. Dit zijn de zogenaamde zelfregulerende kabels, die de verwarming kunnen regelen.

Voor de aanleg van vloerverwarming kan een verwarmingskabel worden gebruikt, die direct in de dekvloer wordt gelegd. Er bestaat geen andere montagemogelijkheid. In dit geval wordt de cementdekvloer een soort warmteaccumulator.

Een handiger variant voor het leggen zijn elektrische matten. Ze bestaan uit dezelfde verwarmingskabel die is bevestigd op een gaas van glasvezel.

Het voordeel van matten is de mogelijkheid om ze niet alleen in de dekvloer te leggen. In sommige gevallen, bijvoorbeeld onder keramische tegels, kan een dergelijk systeem direct in de lijm worden gelegd, waarvan de laag iets moet worden vergroot.

Het grootste nadeel van beide varianten van kabelvloeren is dat bij beschadiging van een van de delen van het systeem, het gedeelte van de constructie dat zich daarna bevindt, uitvalt.

Bij de montage wordt de verwarmingskabel zo gelegd dat de segmenten elkaar niet raken.

Dit nadeel hebben stafverwarmingsmatten niet. Ze bestaan uit paren geleiders, verbonden door parallel geplaatste staven.

Het systeem functioneert volgens het principe van zelfregulering van de verwarmingsgraad. Vloerverwarming van elk type is voorzien van een thermostaat die de opwarming tot een bepaalde temperatuur regelt, waarna de apparatuur wordt uitgeschakeld.

Het periodieke automatische inschakelen van het systeem gebeurt alleen om de ingestelde temperatuur te handhaven. Deze werkwijze bespaart elektriciteit, maar deze verwarming is desalniettemin vrij energie-intensief.

Daarom wordt het vaker gebruikt als een extra verwarmingssysteem en voor het inrichten van bijzonder comfortabele warme zones in kamers. Dit kunnen bijvoorbeeld speelplekken voor kinderen zijn of de vloer in de badkamer.

Stafsystemen blijven werken, zelfs wanneer een van de elementen defect raakt.

De in het huishouden gebruikte varianten van elektrische vloerverwarming zijn hier te vinden. Degenen die verschillende systeemopties willen vergelijken en hun voor- en nadelen willen beoordelen, raden wij aan de inhoud van dit artikel te bekijken.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Een video-overzicht vertelt u welke elektrische ketel u voor uw huis moet kiezen:

Laten we de kenmerken van verschillende soorten elektrische vloerverwarming bekijken:

Hoe werkt infraroodverwarming:

Olieradiatoren, elektrische kachels en dergelijke apparatuur kunnen worden beschouwd als «gisteren». Het is praktisch onmogelijk om er een volwaardige verwarming mee te organiseren. Bovendien zijn ze erg oneconomisch, dus de elektriciteitsrekeningen zullen astronomisch zijn.

De hierboven besproken elektrische verwarmingssystemen zijn efficiënt en kunnen worden gebruikt voor particuliere huizen. Het is alleen belangrijk het gebouw goed te isoleren, anders zult u te veel voor elektriciteit moeten betalen.

En welk type elektrische verwarmingssystemen gebruikt u om de comfortomstandigheden in uw huis te verbeteren? Wellicht kent u nuttige nuances bij het kiezen en gebruiken van elektrische verwarmingsapparatuur? Schrijf alstublieft reacties, plaats foto's over het onderwerp van het artikel, stel vragen in het onderstaande blok.