VERWARMING

Direct naar de uitgebreide beschrijving:
– Rendement
– Lage temperatuurverwarming
– Straling vs Confectie
– Warm Water
– CV-apparatuur
– Ketel vervangen
– Zonneboiler
– Warmtepompen
– Micro-warmte-kracht-koppeling

Samenvatting Verwarmingssystemen

Kachels (Lokale Verwarming)
Ondanks het lagere rendement van kachels t.o.v. die van moderne cv-ketels kan de energierekening een stuk lager uitvallen. Dit heeft te maken met het ontbreken van leidingverliezen en warmteverlies in de cv-ruimte. Bovendien wordt er alleen lokaal gestookt. Het comfort is wellicht iets lager, de portemonnee voelt zich er goed bij!

CV (Centrale Verwarming)
Hierbij wordt op een centraal punt warmte opgewekt en de warmte wordt vervolgens via een medium (soms lucht, meestal water) getransporteerd naar verwarmingslichamen (radiator, convector) in de te verwarmen ruimten.
Of verwarmde lucht wordt via roosters ingeblazen.
Zie ook Wikipedia.

LT-verwarming – Lage Temperatuurverwarming
Bij LT-verwarming worden wand-, vloer– en plafondverwarming gebruikt voor de warmteoverdracht. Als cv-water koeler blijft treedt meestal onmiddellijk rendementverbetering op. Bovendien kunnen meer alternatieve warmtebronnen worden ingezet: zonnewarmte komt in aanmerking en ook warmtepompen werken met een hoger rendement.
Bij vloer-, wand-, plafondverwarming zijn de verliezen door ventilatie kleiner omdat bij gelijkblijvend comfort de luchttemperatuur lager kan blijven. De lucht wordt dan tevens minder droog.

Warmtekrachtkoppeling
Hierbij wordt elektrische energie lokaal opgewekt m.b.v. een eigen generator. Als brandstof kunnen verschillende grondstoffen dienen. Het grote voordeel schuilt erin dat de restwarmte bijna volledig kan worden benut, zowel voor de opwarming van tapwater als voor verwarming. De dimensionering vindt plaats op basis van de warmtevraag.

Warmtepomp
Een warmtepomp werkt net als een koelkast. Bij een koelkast wordt de binnenzijde afgekoeld en komt de warmte aan de achterzijde vrij, bij de toepassing waar we hier op doelen wordt een externe medium als de buitenlucht, ventilatielucht of (grond)water afgekoeld en de warmte voor huishoudelijk gebruik ingezet. Het rendement van deze apparatuur ligt altijd een stuk boven de 100%, oftewel er wordt meer warmte vrijgemaakt dan in het geval de energiebron rechtstreeks voor verwarming zou worden gebruikt.

Zie ook: warmtevraag woningen.

UITGEBREID

Rendement
Het rendement van verwarmingsapparatuur is de laatste decennia enorm toegenomen. Bij gasgestookte systemen raken de rookgassen zover afgekoeld dat de daarin aanwezige waterdamp condenseert. Dat geeft een extra boost aan het rendement.
Als gevolg hiervan is de natuurlijke thermische trek te klein geworden om met een traditionele rookgasafvoer te kunnen werken. Daarom zijn de toestellen tegenwoordig gesloten en wordt er rookgasventilatie toegepast. Een groot voordeel hiervan is dat er geen luchttoevoer vanuit de woning naar het verwarmingstoestel nodig is, wat de kans op tocht aanmerkelijk reduceert en ongecontroleerde ventilatie voorkomt.

Lage temperatuurverwarming
Het rendement van een installatie kan verder worden vergroot door de te bereiken watertemperatuur laag te houden. Lage temperatuurverwarming (LT) kan het gemakkelijkst worden toegepast in (zeer) goed geïsoleerde woningen. Combinaties met vloer- en wandverwarming zijn ideaal. In minder goed geïsoleerde woningen zouden de radiatoren en/of convectoren groter moeten worden. Om een installatie snel te laten reageren is het gewenst om de waterinhoud te beperken. Dat wordt bereikt door de toepassing van dunne leidingen en radiatoren met beperkte inhoud. Natuurlijke circulatie, zoals vroeger gebruikelijk was, is dan niet toepasbaar en het warme water wordt elektrisch rondgepompt.

Straling vs Confectie
De warmteafgifte wordt bevorderd door de toepassing van extra ribben op de verwarmingselementen. Het aandeel convectiewarmte neemt dan toe ten koste van het aandeel stralingswarmte. Dat is voor de warmteafgifte wellicht ideaal, het veroorzaakt echter ook meer luchtstroming wat voor het comfort minder aantrekkelijk is: de warmte is minder direct voelbaar en er vindt meer stofcirculatie plaats.
Een groot aandeel stralingswarmte (vloer- en wandverwarming en radiatoren i.p.v. convectoren) maakt een installatie efficiënter omdat de luchttemperatuur bij gelijk comfort lager kan blijven. De lucht wordt dan minder droog en de warmteverliezen door ventilatie worden kleiner.
De apparatuur voor het verwarmen van de woning kan ook worden ingezet voor de productie van warm tapwater. In de volgende beschrijving lopen deze zaken door elkaar.

Warm Water
De laatste jaren is er steeds meer vraag naar comfort d.m.v. stortdouches en bubbelbaden. Hiervoor is meer en sneller warm water nodig en zijn ketels met een hoger tapwatervermogen leverbaar. CV-ketels zijn steeds zuiniger geworden. Na de VR (Verbeterd Rendement) en de HR (Hoog Rendement) ketels zijn nu de HR107 ketels het zuinigst. Ook worden er steeds meer woningen gebouwd die veel beter geïsoleerd zijn en daardoor minder CV-vermogen nodig hebben. Deze woningen zijn vaker voorzien van MiddenTemperatuur verwarming (50 tot 70 graden) en eveneens voorzien van vloerverwarming en/of speciale MT-radiatoren.
Extreem goed geïsoleerde woningen (bijvoorbeeld passiefhuizen) kunnen met een LageTemperatuur verwarming (30 tot 50 graden) verwarmd worden. Volgens Nuon en Milieu Centraal zou het in dit soort situaties beter zijn om geen nachtverlaging meer toe te passen maar de woning constant op temperatuur te houden. Nader onderzoek leert echter dat dit niet klopt.

CV-apparatuur
Sinds de ontdekking van de gasbel onder Nederland is een groot deel van onze woningen voorzien van een CV-ketel. De zogenaamde combiketel levert zowel warm water voor de verwarming als warm tapwater voor bad en douche. Verreweg de meeste woningen met een CV hebben een Hoge Temperatuur verwarming nodig (70 tot 90 graden) om het energieverlies door vloer, dak en gevel snel te compenseren. Bij deze woningen wordt vaak nachtverlaging toegepast (15 graden) om onnodig energieverlies te voorkomen. Voor het snel opwarmen van een dergelijke woning is relatief veel ketelvermogen nodig dat door de radiatoren/convectoren aan de woning wordt afgegeven.
Voor tapwater is 45 graden voldoende. Om het risico op legionellabesmetting te minimaliseren wordt een temperatuur van minimaal 60° aangehouden. Een standaard ketel met een CW-waarde 3 levert ca. 6 liter warm water van 60 graden per minuut. CW staat hierbij voor Comfort Warmwater, waarden tussen 1 (laag) en 6 (hoog).

Ketel vervangen
Wanneer de bestaande ketel het begeeft ligt het voor de hand om meteen weer een gelijkwaardige nieuwe CV-ketel aan te schaffen.
Omdat de gasprijzen in de toekomst (sterk) zullen stijgen is het de moeite waard om een aantal energiezuiniger alternatieven te overwegen.
Hieronder worden ze naast elkaar gezet:

Zonneboiler
Zet zonnestraling om in warm tapwater door middel van een zonnecollector. Naast de zonnecollector die buiten op het dak wordt aangebracht is binnen een voorraadvat van 100-300 liter nodig om het warme water op te slaan. Om altijd onder alle weersomstandigheden warm water te kunnen leveren wordt het voorraadvat aan de CV-ketel gekoppeld. N.B. Zonnepanelen (PV-panelen) zetten zonlicht om in elektriciteit en worden in een ander hoofdstuk beschreven.

In de praktijk levert een zonneboiler ongeveer de helft van de jaarlijkse warm tapwaterbehoefte. Bij een huishouden van vier personen dat ca. 400 m³ gas verbruik (Nederlandse gemiddelden) voor warmtapwater kan dus ca. 200 m³ gas per jaar bespaard worden. Bij een huishouden van twee personen dat slechts ca. 200 m³ gas per jaar voor warm tapwater gebruikt zal de besparing uiteraard lager uitvallen (100 m³ gas per jaar). Een standaard zonneboiler kost compleet gemonteerd incl. BTW tussen de € 2.000 tot € 4.000. Voor meer informatie zie MilieuCentraal.

Zonneboilercombi Idem als hierboven maar nu wordt het warmwater ook gebruikt voor verwarming. Wanneer de warmtelevering door de zon te laag is springt de CV-ketel bij. Een zonneboilercombi kost compleet gemonteerd incl. BTW tussen de € 3.000 tot € 5.000. Voor meer informatie zie MilieuCentraal.

Warmtepompen (WP): zet de aanwezige warmte in (diep) (grond)water of de buitenlucht met behulp van elektriciteit om in warmte. Technisch gezien werken deze apparaten als koelkasten. De buitenlucht / het water wordt afgekoeld en de onttrokken warmte wordt binnen de woning afgegeven. Ze kunnen ook omgekeerd werken en dan de woning koelen.

Het grote voordeel van deze apparaten zit in het rendement van 300 tot 450%. (Coefficient of Performance-COP 3 tot 4,5). Dit betekend dat er met 1 deel elektrische energie 3 tot 4,5 delen warmte-energie opgewekt kan worden. Het rendement is afhankelijk van het te overbruggen temperatuurverschil. Dit brengt een aantal praktische beperkingen met zich mee als buitenlucht het te koelen medium is:
– In de zomer met een hoge buitentemperatuur is een hoog rendement haalbaar, maar is er geen warmtevraag
– In de winter is er veel warmtevraag maar is de buitentemperatuur laag, waardoor het rendement ook lager wordt. Rond het vriespunt wordt het rendement zo laag dat men beter kan verwarmen met een gasgestookte CV-ketel. Bovendien is de maximale CV-watertemperatuur van ca. 55-60° graden te laag voor HT-radiatoren, waardoor de woning niet of te langzaam op temperatuur komt. Daarom worden warmtepompen in de bestaande bouw altijd gecombineerd met een gasgestookte CV-ketel. In het voor- en naseizoen werkt de warmtepomp en als de buitentemperatuur te laag wordt neemt de CV-ketel het over. Warmtepompen maken gebruik van een bewezen techniek en worden steeds vaker toegepast bij nieuwe zeer energiezuinige woningen. Voor de toepassing in bestaande bouw komen steeds meer fabrikanten met nieuwe producten op de markt. Op hoofdlijnen gaat het om de volgende varianten:
– Een losse WP-unit naast een nieuwe of bestaande CV-ketel met een buitenunit (vgl. airco-unit) aan de gevel of op dak. De regeltechniek tussen apparaten van verschillende fabrikanten is betrekkelijk eenvoudig gehouden.
– Complete modulaire systemen als hierboven van één fabrikant die ook met zonneboilers gecombineerd kunnen worden. Doordat het hele systeem van één fabrikant is kan een betere regeling in combinatie met buitentemperatuuropnemers bereikt worden dan bij losse apparaten.
– Complete systemen die warmte niet uit de buitenlucht halen maar uit de afvoerlucht van de mechanische ventilatie. Hierbij wordt de warmte in eerste instantie gebruikt voor opwarming van warm tapwater en als er voldoende is wordt de rest gebruikt voor voorverwarming van CV-water. Bij deze systemen is geen buitenunit nodig.
– Hoge Temperatuur warmtepompen. Feitelijk zijn dit twee warmtepompen in één kast waarbij het CV-water in twee trappen opgewarmd wordt. Hierdoor hebben ze een hoger elektriciteitsverbruik en zijn ze veelal te groot en (veel) te duur voor de meeste woningen.

Fabrikanten claimen energie- en CO2-besparingen van 30 tot 50%. Of dit in de praktijk gehaald wordt is erg afhankelijk van individuele omstandigheden zoals isolatiewaarde van de woning, huishoudensamenstelling, stooktijden en stookgedrag. Lang niet alle installateurs hebben voldoende ervaring en expertise om deze systemen goed aan te leggen. Goede expertise voor uw eigen situatie is dus noodzakelijk. Met name de geluidproductie of het afschermen/voorkomen daarvan is een belangrijk aandachtspunt.
De meerinvestering ten opzichte van een CV-ketel liggen globaal tussen de € 3.750 en € 5.000.
Voor meer informatie zie o.a. MilieuCentraal en voor de rekenaars Wikipedia.

Micro-warmte-kracht-koppeling (WKK), (ook wel HRe-ketel)
Deze apparaten worden momenteel aangeprezen als uw eigen energiecentrale. Net als in een grote elektriciteitscentrale wordt hierin gas verbrand waarmee uw eigen elektriciteit wordt opgewekt. De warmte die vrijkomt wordt gebruikt voor warm tapwater en om uw woning via de CV te verwarmen. De elektriciteitsproductie vindt dus alleen plaats als er een warmtevraag is (in principe dus niet in de zomer). Omdat u de restwarmte thuis gebruikt is deze manier veel efficiënter dan de elektriciteitsproductie in een centrale waarbij die restwarmte bijvoorbeeld op het oppervlaktewater wordt geloosd. Deze apparaten komen in de plaats van een CV-ketel en hebben het formaat van een flinke koelkast. Omdat ze niet stil zijn, kunnen ze niet zonder meer overal geplaatst worden. 
Daarnaast is het vermogen en de aanschafprijs van deze apparaten hoog in relatie tot een beperkte vraag bij de meeste woningen. Voor (zeer)grote woningen met een hoge warmtevraag (bijvoorbeeld oude villa’s en boerderijen) kan dit echter een optie zijn die de moeite waard is om verder te bekijken. De complete investering bedraagt ca. € 10.000 tot € 12.000 incl. montage en BTW maar hiertegenover staat een subsidie van ca. € 4.000 via Agentschap NL. Dit soort systemen komt goed in aanmerking voor woonprojecten zoals Centraal Wonen en voor nieuwbouwwijken.

Overige Links
Vergelijk CV-ketels