Dubbelcircuit elektrische ketel: werking, analyse van voor- en nadelen + waar u op moet letten bij het kiezen

Als u geen gas in huis kunt krijgen, moet u het probleem van autonome verwarming en waterverwarming oplossen met alternatieve energiebronnen. U kunt zonnegeneratoren installeren, stoken met hout of pellets. De beste oplossing kan echter een dubbelcircuit elektrische ketel zijn.

In het door ons gepresenteerde artikel wordt het werkingsprincipe en de variëteiten van apparatuur die elektrische energie omzet in warmte, in detail beschreven. Er worden richtlijnen opgesomd die toekomstige eigenaren van het apparaat in overweging moeten nemen voordat zij het kopen. Er worden aanbevelingen gegeven voor zuinig gebruik.

Werkingsprincipe van het apparaat

De constructie van een dubbelcircuit ketel voorziet in de plaatsing van twee verwarmingselementen in één apparaat voor het verwarmen van water en warmtedrager. Het systeem werkt door de omzetting van elektrische stroom in warmte-energie.

Constructieve kenmerken van de dubbelcircuit ketel

Voor het verwarmen van de ruimte wordt een gesloten verwarmingscircuit op de ketel aangesloten, waardoor de warmtedrager stroomt. De tweede leiding is bestemd voor de toevoer van warm water dat wordt verwarmd in een ingebouwde opslagtank of volgens het doorstroomprincipe.

In het warme seizoen kunt u de verwarming uitschakelen en de ketel alleen als boiler gebruiken.

Twee circuits van een elektrische ketel kunnen zowel onafhankelijk van elkaar als tegelijkertijd functioneren, waarbij ze het huis verwarmen en water verwarmen.

Het apparaat bestaat uit de volgende hoofdelementen:

• behuizing met thermische isolatie, in- en uitlaatarmaturen;
• warmtewisselaar, waardoor de warmtedrager circuleert;
• regelsysteem en automatiseringsmodule, waarmee temperatuurparameters kunnen worden ingesteld en het apparaat kan worden uit- en ingeschakeld;
• verwarmingseenheid;
• expansievat voor drukverlaging;
• veiligheidsklep;
• ontluchter (geautomatiseerd of handmatig) voor het verwijderen van luchtbellen;
• circulatiepompen voor het warmwatersysteem en de verwarming;
• veiligheidsgroep met temperatuursensoren en relais.

Het werkingsprincipe van een elektrische ketel berust op warmte-uitwisseling: de circulatiepomp pompt water in de tank, dat tot een bepaalde temperatuur wordt verwarmd door het thermische element en wordt afgevoerd naar het verwarmingscircuit of het warmwatersysteem.

In feite kan een dubbelcircuit elektrisch apparaat, net als zijn gasanaloog, de functie van zowel een huisketel als een doorstroomverwarmer voor water vervullen.

Voor- en nadelen van elektrische apparatuur

Elektrische verwarming behoort tot milieuvriendelijke verwarmingsmethoden, omdat het de lucht niet vervuilt met rook en roet zoals een vastebrandstofketel, noch met koolmonoxide en andere schadelijke 'afvalstoffen' zoals gasapparatuur.

Bovendien sluit de werking van elektrische verwarming vrijwel noodlotsituaties bij waterlekken uit – als er geen warmtedrager in het systeem is, schakelt de apparatuur automatisch uit.

Een elektrische ketel heeft een uitstekend rendement van 95-99%, maar zelfs zo'n hoge warmteafgifte compenseert het hoge elektriciteitsverbruik niet, waardoor het elektrische apparaat verliest in vergelijking met een gasketel.

Tot de algemene voordelen van elektrische apparatuur behoren ook:

• Eenvoudige installatie – er is geen noodzaak om een schoorsteen, een mechanisch ventilatiesysteem aan te leggen, een gasleiding aan te sluiten en een hoop vergunningen te regelen, zoals bij de installatie van een gasketel.
• Veiligheid – de kans op lekkage of oververhitting van een elektrische ketel is zeer klein, bovendien voorziet het ontwerp van het apparaat niet in het gebruik van open vuur, licht ontvlambare materialen en explosief gas.
• Compacte afmetingen – een niet onbelangrijk punt voor kleine ruimtes. Bovendien kan het apparaat niet alleen worden geplaatst op speciaal door het project voorziene plaatsen (zoals gasapparatuur), maar op elke geschikte plaats waar aansluiting op het elektriciteitsnet en het verwarmingssysteem mogelijk is.
• Geluidloos – de elektrische ketel werkt zonder trillingen, 'uitlaatgassen' en andere geluiden waar vastebrandstof- en gasapparaten last van hebben.
• Betaalbare prijs van zowel het apparaat zelf als de installatie en het onderhoud.

Wat betreft de nadelen, een van de meest significante is de kosten van de verbruikte energie. Als het gaat om elektrische verwarming en warmwatervoorziening voor een groot landhuis, zullen de bedragen aanzienlijk zijn.

Daarom is het niet overbodig om vóór de aankoop ten minste een benaderende berekening van het verbruik te maken, door informatie over de oppervlakte, het waterverbruik en het vermogen van het apparaat te analyseren. En dan te beslissen – of het 'de moeite waard' is van dergelijke kosten.

Het installeren van speciale controllers, opslagapparaten en differentiële meters die in de 'dag-nacht'-modus werken, kan de kosten aanzienlijk verlagen.

Andere nadelen:

• Afhankelijkheid van stroomvoorziening – in gebieden met voortdurende stroomonderbrekingen heeft het installeren van een dergelijk verwarmingsapparaat geen zin. Overigens, als de onderbrekingen incidenteel zijn en niet de norm van het leven, kan de aankoop van een generator die energie accumuleert het probleem oplossen.
• Spanningspieken in het net hebben een nadelig effect op de gevoelige automatisering van de ketel. Daarom is het verstandig om voordat u de apparatuur installeert, goede spanningsstabilisatoren aan te schaffen.
• Aanslagvorming. Omdat voor warm water gebruik wordt gemaakt van stromend water, raken de verwarmingselementen geleidelijk bedekt met kalkaanslag, die u uit de apparatuur moet verwijderen. Een oplossing kan zijn het installeren van filters op de koudwaterinlaat en regelmatig onderhoud.

Bovendien is het raadzaam om, voordat u een elektrische ketel installeert, na te gaan of uw huishoudelijke netwerk op een dergelijke belasting is berekend. Bijvoorbeeld: voor een oppervlakte van 200 vierkante meter is minimaal 16-20 kW nodig.

En dit alleen voor de verwarming, zonder rekening te houden met andere elektrische apparaten. En als in nieuwe cottages het vermogen is voorzien door aansluiting op een driefasennet, dan wordt voor een tuinperceel gewoonlijk niet meer dan 10 kW toegewezen.

Soorten elektrische ketels

Moderne elektrische ketels zijn uitgerust met verwarmingselementen met verschillende werkingsprincipes. Maar alleen apparaten met een verwarmingselement (TEN) kunnen tegelijkertijd worden gebruikt voor zowel verwarming als warmwatervoorziening.

De aansluiting van een elektrische ketel op het verwarmingssysteem en de warmwatervoorziening omvat meestal de installatie van een boiler met warmtewisselaar of een reservoir voor het opslaan van warm water.

Andere typen apparatuur kunnen alleen worden gebruikt voor warm water als u een boiler met indirecte verwarming op het verwarmingscircuit aansluit.

Elektrische apparaten met verwarmingselementen

In de meest gangbare modellen elektrische ketels zijn verwarmingselementen – TEN's – ingebouwd, die zijn gemaakt van keramiek of metaal en de vorm hebben van staven, spiralen of een holle, gebogen staaf met daarin een draad van een bepaalde weerstand. Deze fungeren als 'tussenpersonen': ze worden warm door de elektrische stroom en geven de warmte door aan het water.

Schema van een elektrische ketel met twee circuits. Het aantal elementen is afhankelijk van het vermogen en het interne volume van het apparaat, maar extra TEN's verhogen niet alleen de opwarmsnelheid, maar ook de kosten voor elektriciteit en onderhoud.

Het grootste nadeel van het apparaat is de snelle vorming van kalkaanslag op de TEN's, wat de werking ervan verslechtert. Bij een kalklaag van slechts 0,5 mm neemt het rendement van het apparaat bijvoorbeeld af met 10% van de nominale waarde, en bij 2 mm met 35-40%!

Hierdoor warmt het apparaat langzamer water op, waardoor het elektriciteitsverbruik toeneemt. Daarom heeft de ketel regelmatig reiniging nodig en periodieke vervanging van defecte verwarmingselementen.

Om de levensduur van het verwarmingselement te verlengen, wordt aanbevolen een systeem van reinigingsfilters te gebruiken of speciale onthardingsmiddelen aan het koelmiddel toe te voegen, en gedestilleerd water in het verwarmingscircuit te gieten.

Bovendien vereisen ketels met een verwarmingselement regelmatig onderhoud, aangezien het gaat om veilig gebruik van de apparatuur. Het verwarmingselement verslijt geleidelijk en kan doorbranden.

Als dit gebeurt met een lek in de behuizing is dat nog het halve probleem. In dat geval zal het verhitte nichroom eenvoudigweg uit elkaar vallen door contact met water en geen gevaar voor de mens opleveren. Maar als het losgeraakte element in de onbeschadigde behuizing blijft en blijft werken, komt de gehele metalen behuizing onder spanning te staan door het water als geleider.

Inductie verwarmingsapparatuur

De werking van een inductieketel is gebaseerd op magnetische inductie, die elektriciteit omzet in warmte-energie. In de behuizing bevindt zich een primair circuit met een inductiespoel, die bij het aanleggen van spanning een wisselend magnetisch veld creëert.

Als gevolg hiervan ontstaan zogenaamde Foucault-stromen (of wervelstromen), die het metaal verhitten, waarna het metaal zijn warmte overdraagt aan de circulerende drager.

Tijdgeteste verwarmingselementketels kunnen zonder problemen zelfs in een woonkamer worden geïnstalleerd, maar voor inductieapparaten is het beter om een aparte ruimte te voorzien – ondanks de reclameclaims van fabrikanten is de onschadelijkheid van elektromagnetische velden voor de mens niet medisch bevestigd.

Voordelen van inductieketels ten opzichte van verwarmingselementapparaten:

• Het hoogste rendement – 98-99%.
• Groter verwarmingsoppervlak en daardoor snellere warmteoverdracht.
• Er ontstaat geen kalkaanslag op het verwarmingselement.
• Volledig autonoom en vereisen geen onderhoud.
• Naast water kunnen ook aardolieproducten en olie als warmtedrager worden gebruikt.

Het grootste nadeel van dergelijke apparaten is de hoge prijs en de noodzaak om een indirecte boiler of een opslagtank aan te sluiten om het huis van warm water te voorzien. Daarom, ondanks een aantal voordelen van inductieapparatuur, behouwen dubbelcircuit verwarmingselementketels stevig de leidende positie in de consumentenvraag.

Ketels met elektrodeverwarmers

De werking van een elektrodeketel is gebaseerd op de hoge thermische geleidbaarheid van water. In de behuizing bevinden zich negatieve en positieve elektroden die elektrische stroom opwekken, en daartussen circuleert de warmtedrager.

Verwarming vindt plaats door de energie die vrijkomt bij het splitsen van moleculen in geladen ionen en hun beweging naar de elektrode van de juiste polariteit. Hierdoor wordt het water in de ketelkamer vrijwel onmiddellijk verwarmd.

Een vereiste voor een elektrodeketel is een goede aarding, aangezien de apparaten tot potentieel gevaarlijke toestellen behoren en de behuizing kan doorslaan met een sterke stroomlading.

Voordelen van elektrodeketels ten opzichte van apparaten met verwarmingselementen:

• Ze verwarmen water 10 keer sneller.
• Ze verbruiken 20-30% minder elektriciteit.
• Ze hebben compacte afmetingen, zelfs bij een hoge capaciteit (de modellen worden meestal als wandmodel geleverd).
• Ze vallen niet uit bij spanningspieken.

Maar vanwege aanzienlijke nadelen zijn elektrodeketels nog niet wijdverbreid. Ze worden voornamelijk gebruikt voor verwarming, maar een tweede circuit voor warm water kan worden gerealiseerd door het systeem uit te rusten met een indirecte boiler.

Deze apparaten stellen hoge eisen aan de samenstelling van de vloeistof die als koelmiddel fungeert. Normaal leidingwater is uitgesloten; het is aanbevolen om een speciale vloeistof met een gebalanceerd zoutgehalte te gebruiken. Bovendien lossen de elektroden tijdens het gebruik geleidelijk op en moeten ze vervangen worden.

Elektrodeketels zijn zeer compact, maar hebben geen hoog vermogen, daarom zijn er voor het verwarmen van grote ruimtes modules met meerdere in serie geschakelde apparaten voorzien.

Voor veilig gebruik wordt aanbevolen de elektrodeketel uit te rusten met een extra automatiseringsset, die apart wordt aangeschaft en vaak duurder is dan het apparaat zelf. In de eerste plaats betreft dit een circulatiepomp en een elektronische temperatuurregelaar die de verwarmingstemperatuur regelt.

Ook is een stroomregelaar nodig die de stroomsterkte regelt, met de mogelijkheid om de apparatuur uit te schakelen om te voorkomen dat het water kookt.

Waar moet u op letten bij aankoop?

Wanneer u heeft bepaald welk type apparaat u wilt kopen, is het tijd om na te denken over de afmetingen en technische parameters.

Meestal worden elektrische ketels in de keuken geïnstalleerd, maar u kunt ook een mini-stookruimte inrichten die het mogelijk maakt om de minder aantrekkelijke leidingen en extra apparatuur te verbergen (accumulatietank, indirecte boiler, enz.).

Keuze van het apparaat op basis van montagemethode

Ongeacht het type constructie kunnen alle tweekringketels worden onderverdeeld in twee grote groepen: wand- en vloermodellen. De afmetingen en modelkeuze zijn rechtstreeks afhankelijk van de ruimte die u moet verwarmen, en ook van de hoeveelheid vrije ruimte onder het apparaat zelf.

Een wandketel verschilt van een vloermodel door zijn kleine afmetingen – indien nodig kan hij worden verborgen in een hangkast of kast, maar zelfs een niet-afgedekt apparaat ziet er niet omvangrijk uit en harmonieert uitstekend met andere huishoudelijke apparaten.

Wandgemonteerde toestellen zijn bedoeld voor het verwarmen van relatief kleine oppervlakken – tot 100 m², dus worden ze meestal geïnstalleerd in appartementen of kleine vakantiehuisjes. Ze worden met speciale beugels aan elk verticaal oppervlak bevestigd dat dergelijke belasting kan dragen.

Vloerketels zijn vrij omvangrijke apparaten, maar kunnen een huis tot 200 m² van warmte en ononderbroken watervoorziening voorzien, waarbij de opslagtanks in het apparaat kunnen worden ingebouwd (wat de afmetingen aanzienlijk vergroot) of apart worden gemonteerd.

Als de oppervlakte van de villa groter is dan 200 m², kunt u een stookruimte inrichten met meerdere elektrische ketels of gebruikmaken van extra verwarmingsbronnen – vastebrandstofapparatuur of zonnepanelen.

Berekening van het benodigde vermogen

De eenvoudigste manier is om de te verwarmen oppervlakte door 10 te delen. Er wordt van uitgegaan dat bij het verwarmen van 10 m² 1 kW wordt verbruikt, maar het verkregen getal is zeer indicatief, aangezien een dergelijke berekening alleen zinvol is voor ruimtes met een hoogte van maximaal 3 meter.

Bovendien hangen de warmtekosten grotendeels af van de aanwezigheid van isolatie, de kwaliteit van de ramen en hun afmetingen, de klimatologische kenmerken van de regio en de materialen die bij de bouw van het huis zijn gebruikt.

Als het huis hoge plafonds heeft, moet u eerst het volume van de ruimte bepalen (oppervlakte vermenigvuldigen met hoogte). Vervolgens het benodigde vermogen berekenen uitgaande van 35 W per 1 m³.

Overweeg bij aankoop modellen waarvan het vermogen 15-20% hoger ligt dan uw berekende waarden – het is beter de ketel op een lagere stand in te stellen dan te lijden onder een koude winter met apparatuur die op zijn limiet werkt.

Aan het verkregen resultaat moet een 'reserve' worden toegevoegd:

• 10% – bij grote glasoppervlakken (panoramische ramen, veranda, enz.).
• 15% – bij afwezigheid van huisisolatie.
• 10-15% – voor regio's met koude winters.
• 20% – voor extra belasting bij gebruik van warm water in doorstroommodus.

Bij het berekenen van het benodigde vermogen voor ketels met ingebouwde opslagtank moet u uitgaan van de door de fabrikant in de technische documentatie vermelde gegevens.

De voedingswijze hangt ook af van de technische parameters van de ketel. Apparaten tot 10 kW kunnen worden aangesloten op een normaal 220 V-net, terwijl krachtigere ketels op een driefasig net moeten worden aangesloten (hiervoor kan toestemming van de lokale elektriciteitsnetbeheerder nodig zijn als het huis niet is voorzien van een 380 V-lijn).

Andere belangrijke nuances

Wat betreft het principe van waterverwarming kunnen dubbelcircuit elektrische ketels worden onderverdeeld in doorstroom- en opslagtypes. De eerste zijn een goede optie voor een klein huis en gezin; ze kunnen naast de verwarming rustig 1-2 tappunten bedienen. Maar ondanks de compactheid en het gebruiksgemak heeft het '2-in-1' apparaat een aanzienlijk nadeel – een hoge belasting van het elektriciteitsnet.

Maar het opslagapparaat neemt veel meer ruimte in beslag vanwege de extra tank waarin de warmwatervoorraad wordt bewaard. Het voordeel van dit type apparatuur is dat het water in grote hoeveelheden kan leveren en tot 10% op elektriciteit kan besparen, omdat het geen energie verbruikt voor constante verwarming, maar alleen de temperatuur op peil houdt.

Dankzij de isolerende mantel bedragen de warmteverliezen van het water in de tank per uur niet meer dan 0,5 graden. In het technische gegevensblad van het apparaat dat bestemd is voor aansluiting op het warmwatersysteem, moeten de doorvoercapaciteit – minimum- en maximumtemperatuur, watervolume en benodigde tijd om het te verwarmen – worden vermeld.

Moderne elektrische ketels maken het mogelijk om het apparaat te bedienen en de verwarmingstemperatuur in de ruimte te regelen via smartphones of een 'slim huis'-systeem.

Extra kan de ketel worden uitgerust met:

• Een automatiseringsmodule voor afstandsbediening met een afstandsbediening of via een netwerk.
• Bevriezingsbeveiliging, die het mogelijk maakt een minimale temperatuur in het systeem te handhaven, wat relevant is voor zomerhuisjes en buitenhuizen waar geen permanente bewoners zijn.
• Sensoren die weersveranderingen volgen, het apparaat inschakelen bij temperatuurdaling en uitschakelen tijdens zonnige uren.
• Apparatuur die de watertemperatuur verlaagt voor aansluiting op een vloerverwarmingssysteem.
• Sensoren met de mogelijkheid om het microklimaat in de hele ruimte of in afzonderlijke kamers naar wens te programmeren.

Uiteraard verhogen de 'bonussen' van de fabrikant de prijs van het apparaat, maar met hun hulp is het gebruiksgemak van de ketel veel groter.

Manieren om te besparen tijdens het gebruik

Om de elektriciteitskosten te verlagen bij het gebruik van een elektrische ketel als verwarmingstoestel en boiler, moeten de totale warmteverliezen van het huis worden verminderd.

Allereerst is het raadzaam om oude houten kozijnen te vervangen door moderne ramen met 2-3 luchtkamers en te zorgen voor isolatie van de muren (bij voorkeur aan de buitenzijde) met piepschuim, minerale wol of andere materialen met een lage warmtegeleiding.

Andere besparingsmogelijkheden:

1. Extra aansluiting of aparte apparaten die werken op alternatieve energie (zonnepanelen, windturbines, houtkachel) zullen het elektriciteitsverbruik aanzienlijk verminderen.
2. Een meertariefmeter helpt u minder te betalen voor nachtverwarming, en tijdens de ochtend- en avondspits kunt u het apparaat uitschakelen (elektriciteit is het duurst tussen 8.00 – 11.00 en 20.00 – 22.00). Als u het systeem aanvult met een externe warmteaccumulator, kunt u 's nachts goedkope energie opslaan om deze overdag te gebruiken.
3. Een recuperator in het ventilatiesysteem helpt de verwarmde lucht in huis te houden.
4. Een weekprogrammeur verzamelt gegevens over de werking van het systeem gedurende de opgegeven periode om de meest comfortabele en zuinige bedrijfsmodus met minimaal energieverbruik te kiezen.
5. Kamerthermostaten controleren veranderingen in het binnenklimaat en geven gegevens door aan de ingebouwde sensor in de ketel, die de verwarming in- en uitschakelt om oververhitting van de lucht en onnodig warmteverlies te voorkomen.

Bij een juiste organisatie van de werking van een elektrische ketel kunt u het elektriciteitsverbruik en de bijbehorende kosten tot 40% verlagen.

Met energiebesparende verwarmingsopties voor een landgoed maakt u kennis in het volgende artikel, dat dit zeer interessante onderwerp in detail bespreekt.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Wij raden u aan kennis te nemen van een selectie van beoordelingen en praktische tips voor het gebruik van elektrische ketels van verschillende constructies voor verwarming en warmwatervoorziening in huis.

Nuances van elektrische verwarming – ketels en andere elektrische verwarmingstoestellen, berekening van het vermogen van de apparatuur en de kosten voor het stookseizoen:

Hoewel dubbelcircuit elektrische ketels erg comfortabel lijken in gebruik, bereken dan voordat u gaat winkelen de elektriciteitskosten voor de koude periode van het jaar of raadpleeg een warmtetechnicus.

Mogelijk adviseren zij u een zuiniger systeem met een enkelcircuitketel met een indirecte boiler, of ontwerpen zij een gecombineerde verwarming waarbij de 'vraatzucht' van het elektrische apparaat wordt gecompenseerd door extra energiebronnen.

Schrijf alstublieft reacties in het onderstaande blok. Vertel wat voor u de doorslaggevende reden was bij het kiezen van een model dubbelcircuitketel. Deel nuttige informatie die bezoekers van de site kunnen gebruiken, stel vragen.