Redigerer Varmtvannsbereder (avsnitt)

== Forskjellige typer varmtvannsberedere ==
Beredere kan deles i tre grupper:
*Forrådsbereder, isolert tank med vann oppvarmet på forhånd
*Gjennomstrømningsbereder, som varmer opp vannet idet det konsumeres
*Varmtvannsbeholder, en eldre type som ikke produseres lenger i Norge

=== Forrådsbereder === 
En forrådsbereder er en isolert [[tank]] for oppvarming (beredning) av [[vann]]. Forråd betyr her oppspart eller lagret mengde med sikte på senere bruk.<ref>[https://naob.no/ordbok/forr%C3%A5d_1 forråd_1 - Det Norske Akademis ordbok]</ref> Begrunnelsen for et visst volum på tanken er at en med en stor tank kan tappe store mengder varmt vann over kort tid mens en kan bruke lengre tid på oppvarmingen. En moderne bereder står under konstant trykk fra forsyningsnettet, som ofte er koblet til et [[vannverk]]. Som oftest er den utstyrt med et eller flere elektrisk(e) element(er). Elementet er styrt av en [[termostat|driftstermostat]] og en sikkerhetsutløser som vil bryte strømmen om driftstermostaten svikter. Berederen er også utstyrt med en [[sikkerhetsventil]] som slipper ut trykk om dette ved en feil, eller grunnet ekspansjon av vannet under oppvarming, blir for høyt.

Beredere produseres i volumer fra noen få liter til mange tusen liter. Beredere kan også varmes opp med andre energikilder som: Varmepumpe, solenergi, bioenergi, fossil olje eller gass.  I nyere systemer er ofte berederen en integrert del av husoppvarmingssystemet. Berederen er da ofte utformet som en dobbeltmantlet bereder med to kammer, ett for tappevann og ett for varmeanlegget. Et alternativ til dobbeltmantel, som er mer vanlig de senere år er innebygget spiral eller en ekstern varmeveksler.

I dag er boligberedere hovedsakelig produsert i [[rustfritt stål]] og isolert med [[polyuretan]]skum. Frem til 2006 var det mest vanlig med [[mineralull]]isolasjon.

==== Oppvarmingstid på forrådsbereder ====
For å regne ut hvor lang tid det tar å varme opp en forrådsbereder på 200 liter med 2&nbsp;kW varmeelement fra 5&nbsp;°C til 70&nbsp;°C (∆t 65 K)  blir formelen som følger:

*Cj er [[spesifikk varmekapasitet]] til vann er 4,18 J/(gram × °C) eller 4,18kJ/(kg × °C). Eller, siden, pr. definisjon,  1J = 1Ws (watt sekund):  Cj: 4,18kWs/(kg × °C). som blir brukt i regnestykket.
*Q er [[volum]]et i berederen i liter (Én liter og ett kilogram er samme mengde siden det dreier seg om vann)
*∆t er differansen i temperatur (eksempelvis fra 5&nbsp;°C til 70&nbsp;°C gir en ∆t på 65&nbsp;K)
*T er {{formatnum:3600}} sekunder. Man må dele på det for å gå over fra kWs til det mer praktiske kWh.

<math>kWh = \frac{Q \times Cj \times \Delta t}{T}</math>

For eksempel vil en 200 liters tank med ønsket oppvarming fra 5&nbsp;°C til 70&nbsp;°C,  gi et [[energi]]behov på:
* Energibehov = 200 liter × 4,18 × 65 / {{formatnum:3600}} = 15,09&nbsp;kWh

For å få tiden kan energibehovet deles på [[effekt]]en til varmeelementet i berederen (kWh/kW). En standard 200 liters tank kan ha varmeelementet med en effekt på 2&nbsp;kW. Ved å ta denne brøken vil det dermed ta:
* Tid = {{sfrac|15,09|2}} = 7,55 timer
for å varme opp en 200-litersbereder med 2&nbsp;kW-varmeelement fra 5 til 70&nbsp;°C.

=== Gjennomstrømningsvarmer ===
{{hoved|Gjennomstrømningsbereder}} 
[[Fil:Shower Borth.JPG|thumb|Gjennomstrømningsvarmer]]
[[Fil:Water heater bathroom.JPG|thumb|En 3-faset (400V) gjennomstrømningsvarmer. Tanken på venstre side i kobber, inneholder varmeelementene på cirka 18&nbsp;kW]]
En gjennomstrømningsvarmer er en kompakt vannvarmer uten tank eller forråd. Vannet varmes i samme øyeblikk som det tappes, så lenge kranen er åpen. Sammenlignet med tradisjonelle forrådsberedere kan gjennomstrømningsvarmere være energisparende og plassbesparende. Energisparing oppnås ved at den er elektrisk avslått når det ikke tappes. Imidlertid er sparepotensialet noe lavere enn det som ofte hevdes. Dette fordi varmetapet fra en forrådsbereder kommer husets oppvarming tilgode i fyringssesongen.
Gjennomstrømingsvarmere er oftest plassert nær  tappestedet, noe som forutsetter en varmer for hvert tappested eller [[våtrom]]. I større anlegg er dette upraktisk.

* Elektriske gjennomstrømingsvarmere er helt elektrisk avslått når det ikke foregår tapping og har derved ikke tap av energi under tomgang. Kan plasseres nær tappestedene, men kan også fordele varmtvann til flere tappesteder. Denne løsningen er plassbesparende og gir nøyaktig forbruk av strøm i forhold til bruk av varmtvann. Det oppnås friskt varmtvann som kan bedre hygienen.
* [[Naturgass|Gassdrevne]] gjennomstrømningsvarmere fungerer prinsipielt på samme måte som elektriske. Forskjellen er at elektriske varmeelementer er erstattet av et forbrenningskammer. Gassdrevne gjennonstrømningsvarmere kan også være integrert i gasskjeler for varmeanlegg. Se: [[Varmeanlegg]]. Gassdrevne gjennomstrømningsvarmere har som oftest en pilotflamme som brenner kontinuerlig. I samme øyeblikk som tapping starter åpner en ventil for gasstilførsel og vannet blir umiddelbart varmet opp. Gassvarmeren har derfor et lite tomgangsforbruk av energi. Avgassene føres vanlig vis rett ut av yttervegg. Er vanlig i bruk i land med offentlig gassnett. Passer også eksempelvis på hytter.
*[[Varmeveksler]]. I tilknytning til [[fjernvarme]], olje- og gassfyrte varmeanlegg benyttes ofte en ren varmeveksler til oppvarming av tappevann. På samme måte som gjennomstrømningsvarmere varmes vann etter behov. Dette krever stor tilførsel av energi under tapping. Benyttes i større boligkomplekser og næringsbygg.

Felles for gjennomstrømningsvarmere er et meget stort behov for energi under tapping. Dette kan gjøre det nødvendig å forsterke husintallasjonen før en elektrisk gjennomstrømningsvarmer kan tas i bruk. Se eksempel på strømbehov lengre ned.

==== Effektbehov, gjennomstrømningsvarmer ====
Nedenfor er noen eksempler på effektbehov for gjennomstrømningsvarmere. Sammenlignet med en vanlig  forrådsberederbereder, som typisk har en effekt på 2 kW, har en gjennomstrømningsvarmer behov for betydelig høyere effekt: 

Eksempel 1, med forutsetninger om kaldtvann 5&nbsp;°C, dusjvann 38&nbsp;°C, ∆t = 33&nbsp;K (temperaturdiferanse på 33 grader [[Kelvin]]):
* 6 liter per minutt = 13,79&nbsp;kW
* 9 liter per minutt = 20,69&nbsp;kW
* 12 liter per minutt = 27,59&nbsp;kW

Eksemepl 2, med forutsetninger om kaldtvann 10&nbsp;°C, dusjvann 38&nbsp;°C, ∆t = 28&nbsp;K:
* 6 liter per minutt = 11,7&nbsp;kW
* 9 liter per minutt = 17,55&nbsp;kW
* 12 liter per minutt = 23,4&nbsp;kW

Beregningene er utført etter følgende utregning

*Cj er spesifikk varmekapasitet til vann = 4,18 J/(gram * °C) 
*Q er mengden vann i liter pr. minutt.
*∆t er differansen i temperatur (eksempelvis fra 5 eller 10&nbsp;°C og opp til 38&nbsp;°C, som gir en ∆t på henholdsvis 28&nbsp;K eller 33&nbsp;K)
*T = 60 minutter 

Q × Cj × ∆t = antall joule (energi) som trengs for å varme opp angitt mengde vann i kg. 1 liter vann veier cirka 1&nbsp;kg. Derfor kan en enkelt beregne resultatet i energi pr. liter.

For å regne dette om til Watt må en regne inn tiden. Cj er den energimengden som medgår for å varme opp 1 gram vann en grad K. I dette tilfelle ønsker vi effekten pr. liter/ minutt og må dermed dele på 60 minutter

<math>kW = \frac{Q \times Cj \times \Delta t}{T}</math>

Eksempel 12 liter pr. minutt fra 5&nbsp;°C til 38&nbsp;°C:
12 liter/pr min x 4,18 x 33 : 60 = 27,59&nbsp;kW

==== Strømbehov, gjennomstrømningsvarmer  ====
Eksempel på strømbehov ved effektuttak på 23,0&nbsp;kW, avrundet opp til nærmeste hele [[ampere]] (A):
*230 Volt 1 fase = 1 x 100&nbsp;A
*230 Volt 3 faser = 3 x 58&nbsp;A
*400 Volt 2 faser = 2 x 58&nbsp;A
*400 Volt 3 faser = 3 x 34&nbsp;A

De høye amperetallene i disse disse eksemplene er nok årsaken til det store omfanget i bruk av tradisjonelle forrådsberedere. Med introduksjon av gass til boligoppvarming og der det er tilgang på høye strømeffekter i korte intervaller er gjennomstrømningsvarmere et godt alternativ grunnet sin kompakte form. På tappesteder med behov for små mengder, eksempel vaskeservanter er det også et godt alternativ, da en kan klare seg med 10 – 16 Ampere strømtilførsel ved 230 Volt. Imidlertid er det en klar ulempe ved de fleste elektriske gjennomstrømningsvarmere, de krever at varmtvannskranen er enten lukket eller helt åpne. Dersom den settes i en mellomstilling vil vannet blir svært varmt og varmen vi til slutt koble ut på grunn av overopphetning. Dette fordi enklere elektriske gjennomstrømningsvarmere ikke har noen regulering av tilført effekt.

Ut fra miljøhensyn vil en ved å plassere vannvarmeren nær forbruksstedet unngå varmetapet i fordelingsledningene. Begge typer beredere vil ha behov for sikkerhetsventiler og sikkerhetstermostater og står under konstant vanntrykk fra nettet. Gassvarmeren er også utstyrt med flammeføler, som stenger gasstilførselen om pilotflammen slukker.

=== Varmtvannsbeholder ===
En varmtvannsbeholder{{trenger referanse}} er en eldre type vannvarmer med forrådstank og trykkløs beholder. I likhet med moderme forrådsberedere var de vanligvis oppvarmet med et elektrisk element.

Når en varmtvannsbeholder tappes tilføres kaldt vann til bunnen av tanken, og varmt vann flyter ut fra toppen og ledes via et åpent rør i en treløpsventil frem til tappestedet. En treløps ventil består av to ventiler og et åpent rør. Kaldvannskrana funksjonerer som normalt. «Varmtvannskrana» er egentlig en kaldvannskran hvor utløpet ledes til tanken. Returen fra tanken ledes inn i et åpent rør hvor en ved behov blander inn passe mengde kaldt vann.

Slike beholdere produseres ikke lenger i Norge og brukes ikke til generelt varmtvann, men det finnes små varianter beregnet for vaskeservanter og tappesteder med små vannbehov. Beholderme trenger ikke sikkerhetsventil, da utløpet alltid er åpent. Det er derfor vanlig at det drypper litt i kranen når beholderen er under oppvarming.

Denne teknologien er gammel. Det finnes eksempel på at fagfolk ikke lengre kjenner til virkemåten i en varmtvannsbeholder. Dette kan få katastrofale følger. I februar 2010 var det et eksempel hvor en rørlegger byttet blandebatteri (kran) i en kjøkkenbenk med varmtvannsbeholder. Vedkommende brukte et ordinært toløps batteri og stengte dermed det åpne løpet som finnes i et treløps batteri. Den elektriske termostaten i beholderen var gammel og defekt, med resultat at vannet i beholderen kokte og beholderen eksploderte.<ref>{{Kilde www|url=http://www.rorfag.no/article/20100211/NYHETER/100219995 |tittel=Varmtvannsberederen eksploderte i benken |besøksdato= |arkivurl=https://archive.today/20130703151758/http://www.rorfag.no/article/20100211/NYHETER/100219995 |arkivdato=2013-07-03 |forfattere=Jørn Søderholm |dato=2010-02-11 |forlag= |url-status=død }}</ref>

Det ble også utviklet en løsning der den spesielle treløpsvetilen ble erstattet med en fødekasse{{klargjør}} på loftet. Her stod beholderen under et meget lavt trykk. Fødekassen kan sammenlignes med en toalettcisterne med flottørventil. Flottørventilen holdt et konstant vannivå i fødekassen. Fra denne ble kaldt vann ledet inn i bunnen av tanken. En kunne dermed bruke vanlige tappebatterier, men trykket på varmtvannet var lavt. Under oppvarming ville vannivået i [[cisternen]] stige noe. Dette ble fanget opp av ledig volum eller ledet bort ved overløp.