Verwarmingstechniek

Verwarmingstechniek

Kennis maken met verwarming

Een gezond mens heeft een lichaamstemperatuur van 37°C. Is dit anders dan is hij ziek.

Dus om te overleven heeft de mens zichzelf altijd tegen de kou moeten beschermen. De oermens kleedde zich met dierenvellen.

Op het moment dat de oermens het vuur ontdekte werd het anders. Dit was de eerste vorm van verwarming.

De eerste centrale verwarmingen werden al 100 jaar voor Christus door de Romeinen aangelegd. Hier werd op een centrale plaats vuur gestookt en werden de  hete rookgassen voor vloeren en muren geleidt. Tevens werd met dat vuur ook water verwarmd.

Pas veel later in de zestiende eeuw werden kachels voor het stoken van hout in gebruik genomen. Hiermee kon je alleen het vertrek verwarmen waar deze in stond.

Later kwamen de kolenkachels en pas rond 1920 de gaskachel.

Het verwarmen van één ruimte met een kachel noemen ze lokale verwarming.

Na de tweede wereld oorlog toen er grote gebouwen zoals flats gebouwd werden ontwikkelde men de centrale verwarming. Opwekken van warmte op één plaats en afgeven door het gehele gebouw via een leidingnetwerk.

 

Maar welke soorten verwarming kennen we?

Warmte opwekking

Als aller eerste is het belangrijk om te weten dat er verschil is tussen warmte opwekking en warmte afgifte systemen.

De opwekking gaan we het nu over hebben.

 

Als opwekkers kennen we;

- CV-ketel

- Warmtepomp

- Stadsverwarming

- Zonneboiler

- Elektrische kachels

- Houtkachel / Pelletkachel

- Gaskachel of gashaard

CV-ketel

Een cv-ketel of voluit centraleverwarmingsketel is het onderdeel van een centraleverwarmingsinstallatie dat voor warm water zorgt waarmee de verblijven in een pand verwarmd worden. Dit systeem wordt de centrale verwarming genoemd. Een combiketel zorgt tevens voor het warme tapwater in een woning.

 

Een cv-ketel werkt meestal op aardgas of stookolie en verhit met een brander het water in een gesloten systeem. Een circulatiepomp zorgt voor de circulatie van het warme water in het systeem. De cv-ketel is aangesloten op een rookafvoerkanaal of schouw om het rookgas af te voeren. De ruimtetemperatuur wordt meestal geregeld door een thermostaat.

Warmtepomp

Warmtepompen zijn toestellen die op een milieuvriendelijke manier voor verwarming en warm water zorgen, soms ook voor koeling. Een warmtepomp maakt voor het grootste deel gebruik van ‘gratis’ hernieuwbare energie uit de omgeving, ze zijn een duurzaam energiebesparend alternatief voor de gasgestookte cv-ketel. Een warmtepomp is in Nederland, t.o.v. aardgas, rendabel bij lage temperatuur afgifte systemen zoals vloerverwarming ltv (Laag Temperatuur verwarming) convectoren en LT-radiatoren.
De hoeveelheid energie die de warmtepomp gebruikt is laag in vergelijking met de opbrengst. 65 % tot 80 % van de door de warmtepomp geleverde energie wordt ‘gratis’ gewonnen uit de omgeving. Hierdoor verbruikt een warmtepompinstallatie minder energie dan een klassiek verwarmingssysteem. Ook de CO2-uitstoot bij verwarming door middel van een warmtepomp is beduidend lager dan bijvoorbeeld bij de cv-ketel.

Stadsverwarming

Stadsverwarming is het hergebruiken van restwarmte voor het verwarmen van huizen en andere gebouwen. Stadverwarming wordt ook wel eens een warmtenet genoemd.

De restwarmte is afkomstig uit elektriciteitscentrales, grote fabrieken of afvalverbrandingsovens. Stadsverwarming is ook mogelijk met behulp van zonnecollectoren, biomassacentrales of een warmtepomp. De warmte kan worden gebruikt voor het verwarmen van de woning en het voorzien van warm water.

Het belangrijkste voordeel van stadsverwarming ten opzichte van traditioneel verwarmen is een forse CO2-vermindering: tot wel 60 procent.

Zonneboiler

Een zonnecollector op het dak gebruikt warmte uit zonlicht om water te verwarmen. Een zonneboiler bestaat uit:

  • Eén of meer zonnecollectoren op het dak om zonnewarmte op te vangen.
  • Een pomp en leidingen naar het voorraadvat.
  • Een voorraadvat (met 80 tot 300 liter water) voor het warme water.
  • Een naverwarmer, meestal de combiketel.

In de collector zit een vloeistof. De temperatuur van de vloeistof kan door de zonneschijn oplopen tot wel 90 graden. Via een leiding wordt de warme vloeistof van de collector naar het voorraadvat gepompt. Daar stroomt het door een warmtewisselaar die de warmte afgeeft aan het water in het vat. Van het vat gaat een leiding naar de douche. Vooral 's winters wordt het water niet warm genoeg en springt de bijverwarmer bij. In de meeste huizen is dat een hr-ketel. Die stookt het water uit de boiler bij tot minstens 60 graden Celsius. Deze temperatuur is noodzakelijk om groei van de Legionella bacterie te voorkomen. 

De grootte van een zonneboiler wordt meestal afgestemd op de hoeveelheid warmte die in de zomer nodig is om het water op te warmen. Een grotere installatie die in de winter meer warmte (voor warm water) kan leveren, zou ’s zomers veel warmte onbenut laten.

Houtkachel / Pelletkachel

De pelletkachel is een moderne volautomatisch gestuurde verbrandingskachel (een soort elektronische houtkachel), waarin houtpellets verbrand worden. Door de interne geavanceerde techniek hebben pelletkachels een optimale verbranding en een zeer hoog rendement, zodat een woning of pand op milieuvriendelijke en betaalbare wijze verwarmd kan worden.

Het woord pellet in pelletkachel staat voor de (biomassa) brandstof die wordt gebruikt. Pellet is een ander woord voor korrel. In feite is het dus een houtkorrel-kachel.

De Pellets zijn kleine staafjes hout die onder hoge druk zijn samengeperst. Ze worden gemaakt uit zaagsel en afval van schoon resthout uit de houtindustrie. Er worden géén toevoegingen gebruikt, en er worden ook geen bomen voor gekapt (alleen die voor uitdunning van het bos gekapt moeten worden). De pelletkorrels bieden vele voordelen, zoals een zeer laag vochtgehalte, slechts 0,5% as en de mogelijkheid om in een geautomatiseerde pelletskachel te worden gebruikt. Maar daarover later meer, eerst verder met de uitleg over pelletkachels.

Van buiten lijkt de pelletkachel enigszins op een houtkachel, vooral omdat door het glas aan de voorzijde het vlammenspel te zien is. Van binnen is de kachel echter uitgerust met moderne techniek, zo heeft het onder andere een computer-moederbord. Deze regelt en controleert de gehele kachel, waardoor de pelletkachel een ideale en schone verbranding heeft.

De pellets worden in de voorraadtank van de kachel opgeslagen. Van hieruit worden ze via een vijzel (wormschroef) naar het branderbakje vervoerd.

Gaskachel of gashaard

Gashaarden zijn kachels die geen hout of stroom als brandstof gebruiken, maar gas. Zo’n haard biedt veel gebruiksgemak en daarnaast ook veiligheid. Het is een flexibel soort kachel waar veel mee mogelijk is. Zo kun je denken aan een gevelkachel, een hanghaard, een inbouwhaard of een vrijstaande gaskachel. Waar je je kachel dus ook wilt plaatsen, met een gashaard kun je alle kanten op. Veel gashaard-merken zijn van Nederlandse bodem en voldoen aan de nieuwste milieurichtlijnen. Let bij de aanschaf van je gashaard op het energielabel.

Warmte afgifte

Hoe we de geproduceerde warmte ervaren hangt af van de verwarmingstoestellen waarlangs de warmte verspreid wordt. De goedkoopste en populairste zijn radiatoren of convectoren.

 

Radiatoren geven hun warmte af via stralingswarmte uit het warme water dat vanuit de CV-ketel via leidingen door de woning verspreid wordt. Bij convectoren wordt de warmte afgegeven door convectie.

 

Heb je liever onzichtbare verwarming, dan kan je kiezen voor vloerverwarming, luchtverwarming of wandverwarming. Deze zijn duurder, maar zorgen voor minder energieverbruik.

Radiatoren

Een cv-radiator heeft, om de warmte-overdracht zo efficiënt mogelijk te maken, een zo groot mogelijk oppervlak. Dit zorgt voor een betere warmteafgifte. Men onderscheidt leden- en paneelradiatoren. Een ledenradiator of kolomradiator bestaat uit een rij aan elkaar gekoppelde verticale holle segmenten (de leden of kolommen). Het oppervlak van zo'n radiator is veel groter dan dat van een paneelradiator (ook wel plaatradiator genoemd), die bestaat uit een gesloten plaat die voorzien is van verticale kanalen. Om het oppervlak te vergroten, bestaat een paneelradiator vaak uit twee of drie van zulke platen. Om de convectie te vergroten, kunnen dunne geprofileerde platen achter of tussen de platen gemonteerd zijn, dit type radiator wordt soms ook wel 'convectorradiator' genoemd. Radiatoren zijn voorzien van een radiatorkraan, hiermee kan men de doorstroming van het opgewarmde water regelen. Ook kan er een voetventiel aanwezig zijn aan de uitstroomzijde.

Convectoren

Na radiatoren zijn convectoren de meest gekozen verwarmingselementen. In tegenstelling tot radiatoren warmen convectors sneller op, koelen ze sneller af en zijn ze beter regelbaar aangezien er geen verspilling is van restwarmte. Een ander groot voordeel van de convector is dat je hem volledig kan inwerken in de grond of in een kast waardoor hij slechts waarneembaar is met een rooster en dus geen kostbare plaats inneemt.

 

Zoals de naam al doet vermoeden wordt de warmte bij convectoren opgewekt door convectiewarmte. Dit gebeurt door onderaan de convector warm water te laten vloeien in een koperen buis. Deze buis is omringd door aluminium lamellen die de convectiewarmte opvangen en verspreiden. In tegenstelling tot radiatoren komt hier dus veel minder vloeibaar water bij te pas. De warmte is ook minder sterk waarneembaar waardoor brandgevaar helemaal is uitgesloten.

 

Voordelen convector

– Snellere opwarming van de ruimte dan bij radiatoren

– Een omkasting is perfect mogelijk en zorgt voor rust in het interieur

– Bij grote raamoppervlakken zijn convectoren ideaal aangezien je ze ook in de vloer kan inbouwen.

– 10% minder energieverbruik dan radiatoren.

– Door het lager verbruik van convectoren is deze verwarming ook heel erg milieuvriendelijk.

– Zeer comfortabele verwarming met een gelijkmatige warmteverdeling.

 

 

Vloerverwarming

Een groot voordeel van vloerverwarming is de lage energiekost. Zo is het dankzij vloerverwarming mogelijk om een aangename kamertemperatuur in stand te houden zonder hoge stookkosten. Het systeem werkt namelijk op een lage watertemperatuur van zo’n 35°C. Verwarmen op een lage watertemperatuur vergt veel minder energie dan verwarmingssystemen die een hogere watertemperatuur vereisen, zoals radiatoren of convectoren.

 

Hoe werkt vloerverwarming?

Verwarming in de vloer werkt met stralingswarmte via verwarmingsbuizen onder de vloer. Deze verwarmingsbuizen worden op een vaste afstand van elkaar gelegd over de volledige ruimte. Door deze gelijkmatige warmteverdeling vanaf de grond bereik je sneller een comfortgevoel. De thermostaat kan gerust 2°C lager om hetzelfde warmtecomfort te krijgen als bij radiatorverwarming.

 

Vloerverwarming kost in vergelijking met andere verwarmingssystemen meer in aankoop, maar het heeft een gunstig rendement. Door de betere warmteverdeling en het lagere energieverbruik verdien je de hogere kostprijs zeker terug.

Luchtverwarming

Luchtverwarming werkt met een kanalensysteem van roosters en buizen dat de verwarmde lucht verspreidt over de volledige woning. Om de lucht gelijkmatig te verdelen worden de kanalen zorgvuldig berekend naargelang de oppervlakte van de kamer en de afstand van de verwarmingsketel. Via een retoursysteem wordt de aanwezige lucht eerst gefilterd om vervolgens opnieuw op te warmen. Bij vochtige ruimtes zoals de badkamer kan men de vochtige lucht ook naar buiten stuwen. Hedendaagse luchtverwarmingsinstallaties worden steeds geplaatst met goed isolerende kanalen om warmteverlies zoveel mogelijk uit te sluiten.

Toets verwarmingstechniek

Toets: Verwarmingstechniek

Start

  • Het arrangement Verwarmingstechniek is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    Jonathan van Assendelft
    Laatst gewijzigd
    2023-06-13 10:47:31
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    Wat is verwarming?
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    Oefeningen en toetsen

    Verwarmingstechniek

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    QTI

    Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat alle informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen punten, etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.

    Versie 2.1 (NL)

    Versie 3.0 bèta

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van