Centrale verwarming

Verwarmingsradiator

Centrale verwarming (afgekort tot C.V. of CV) is een verwarmingssysteem waarbij alle vertrekken, in een gebouw of woning, worden opgewarmd vanuit een centraal punt. Van dat punt wordt warm water of warme lucht door een buizenstelsel gestuurd. Warme lucht wordt meteen in de vertrekken geblazen; warm water wordt getransporteerd naar radiatoren of verwarmingelementen die op hun beurt de warmte afgeven aan de omgevingslucht via straling en convectie.

Inhoud

[bewerk] Evolutie van de verwarmingssystemen

De naam van het systeem verwijst naar het principe: één enkele warmtebron verzorgt de verwarming in het gehele gebouw. Dit principe was bij de Romeinen reeds bekend, maar was daarna vergeten en het duurde tot het begin van de industrialisering en de ontdekking van nieuwe organische brandstoffen zoals steenkool, aardolie en aardgas voordat het principe opnieuw werd toegepast. Voor deze tijd was de stralingswarmte van het houtvuur of van de steen- kleikachel het enige verwarmingsmedium waarmee mensen zich tijdens de koude seizoenen konden verwarmen. De ontdekking van de nieuwe energiebronnen maakte het opstarten en uitbouw van de industrie mogelijk. Er werden kantoorgebouwen en fabrieken opgetrokken. De mensen brachten nu het grootste deel van hun tijd, zowel in de zomer als de winter, in afgesloten ruimten door. De verwarming van grote ruimten en van meerdere verdiepingen leidde tot de ontwikkeling van nieuwe verwarmingssystemen. Het gebruik van afzonderlijke stookplaatsen was veel te arbeidsintensief en de warmtebehoefte moest, om kosten te besparen, enkel gedurende de werktijden worden gedekt. Een centraal verwarmingssysteem voorziet in al deze behoeften. De open haard wordt tegenwoordig in de geïndustrialiseerde landen alleen nog als luxe gehouden. Het gebruik van een centrale stookplaats in combinatie met een buizenstelsel om de warmte doorheen het huis te leiden is efficiënter.

[bewerk] Techniek

[bewerk] Watergevulde CV-systemen

In Nederland komen systemen waarin water wordt gebruikt als medium om de warmte te transporteren het vaakst voor. De centrale verwarmingsketel verwarmt hierbij water dat via leidingen door radiatoren stroomt die de warmte afgeven. Het afgekoelde water stroomt vervolgens weer terug naar de CV-ketel, waar het opnieuw wordt opgewarmd. Bij de meeste systemen staan de radiatoren parallel, d.w.z. iedere radiator heeft een eigen heengaande en teruggaande leiding en iedere radiator kan afzonderlijk worden geregeld met behulp van een radiatorkraan. Sommige oudere systemen hebben een enkele leiding waarin alle radiatoren in serie zijn gezet. Het is bij deze systemen niet mogelijk de doorstroming van een enkele radiator te variëren. In plaats daarvan wordt de luchtcirculatie rond een radiator geregeld. Door een klep dicht te draaien stopt de lucht rond de radiator met circuleren, waardoor de radiator slechts weinig warmte afgeeft. De radiator zelf blijft in deze systemen echter altijd warm.

Rond radiatoren kan een ombouw worden geplaatst, waarbij de lucht rond de radiator moet kunnen blijven circuleren omdat de radiator anders geen warmte aan de omgeving kan overdragen. Sommige systemen hebben een zgn. convector. Bij deze systemen is de radiator op een bepaalde wijze onder de vloer geplaatst en dus niet zichtbaar. Nadeel is het rooster in de vloer boven de convectorput dat vrij moet blijven.

In plaats van radiatoren kan het verwarmde water ook gebruikt worden bij vloerverwarming. Hierbij stroomt het warme water door buizen in de afwerkvloer.

Voor de circulatie van het warme water wordt er beroep gedaan op een pomp, aangeduid met de benaming circulator. De hedendaagse circulatoren zijn voorzien van een energielabel. De standaard circulator heeft een energielabel D. Echter een beperkt aantal fabrikanten brengen reeds circulatoren met een B-Label of een A-label op de markt voor huishoudelijke installaties. Met een A-label circulator kan een grote energiebesparing verwezelijkt worden.

Daarnaast bevat een watergevulde cv-installatie een expansievat dat te grote drukverschillen in het systeem voorkomt. Deze ontstaan door het uitzetten van het water bij verwarming. Zonder expansievat zou de druk in het systeem zo hoog kunnen oplopen dat op een koude ochtend een leiding of een ander onderdeel in het systeem openbarst. Een overdrukventiel voorkomt dat een te ver gevulde cv-installatie alsnog beschadigd raakt, zelfs wanneer de grens van het bereik waarover het expansievat de drukverschillen kan opvangen, is overschreden.

Een andere, vooral in de Verenigde Staten vaak voorkomende vorm van centrale verwarming is luchtverwarming. Hierbij circuleert lucht in plaats van water.

[bewerk] Temperatuurregeling

Oud model Honeywell kamerthermostaat

De temperatuurregeling van het hoofdvertrek (woonkamer of kantoor) wordt geregeld door middel van een kamerthermostaat. De radiatoren in deze kamer zijn niet afzonderlijk geregeld, maar staan altijd aan.

In andere vertrekken kunnen zgn. thermostaatkranen worden gemonteerd. Deze kranen regelen de doorstroming van de radiator, afhankelijk van de ingestelde temperatuur en de temperatuur van de ruimte. Uiteraard werken deze alleen maar goed wanneer de pomp loopt en het water wordt verwarmd. Als de temperatuur in het hoofdvertrek hoger is dan de ingestelde waarde van de kamerthermostaat, wordt het water niet verwarmd en zullen de thermostaatkranen niet werken. Een voordeel van thermostaatkranen is dat ze kunnen worden gebruikt in ruimten die alleen maar vorstvrij moeten worden gehouden, zoals garages.

De thermostaat kan mechanisch of elektronisch zijn. Tegenwoordig worden in Nederland uitsluitend elektronische thermostaten verkocht omdat de oudere thermostaten kwik bevatten. Verwijderde oude thermostaten behoren tot klein chemisch afval en mogen niet zomaar worden weggegooid. Eenvoudige elektronische thermostaten regelen uitsluitend op de heersende kamertemperatuur; slimmere exemplaren houden rekening met de tijd dat de ketel brandt en kunnen als het ware "vooruit kijken" naar de temperatuur zoals die over een aantal minuten zal zijn. Daardoor wordt de binnentemperatuur gelijkmatiger. Vaak moeten dergelijke "zelflerende" thermostaten een dag of drie in bedrijf zijn voordat ze op de te verwarmen ruimte en de gewenste warmtebehoefte zijn ingesteld.

Centrale verwarmingsinstallaties worden meestal aangelegd en onderhouden door loodgieters of installateurs.

[bewerk] Voor- en nadelen

Voordelen:

Door een enkele warmtebron te gebruiken is een centrale verwarmingsinstallatie efficiënter dan het plaatsen van een afzonderlijke warmtebron in iedere te verwarmen ruimte.
In moderne ketels vindt de verbranding afgesloten van de lucht binnenshuis plaats. De kans op koolmonoxidevergiftiging is daardoor veel kleiner dan bij het gebruik van een gewone haard.

Nadelen:

Verwarming gebaseerd op centrale verwarming zal een ongelijkmatige verwarming geven. Het gebruik van centrale verwarming met radiatoren zal de lucht hoofdzakelijk opwarmen door convectieluchtstromen (en in mindere mate door stralingswarmte). In een gesloten ruimte met radiatoren zal hierdoor de warme lucht zich naar boven bewegen en de onderste luchtlagen zullen kouder aanvoelen.
Door de ongelijkmatige verwarming bestaat er een verhoogde kans tot condensatie op de muren. Bij slecht verluchte ruimten kan dit tot schimmelvorming op de muren leiden.
Convectieluchtstromen zijn ook de oorzaak dat op sommig plekken op een radiotor veel stof neerdaalt. Deze laag stof verlaagt dan weer de warmteafgifte van de radiator. Het verdient de aanbeveling om de radiatoren regelmatig schoon te maken.
De convectieluchtstromen doet stof opwaaien wat niet aanbevolen is voor astmapatiënten en mensen met allergieën.
Het stof op de radiatoren geeft een geur af als de radiator opwarmt.

[bewerk] Rendement

De laatste decennia is het rendement van een cv-ketel door stijgende energieprijzen steeds belangrijker geworden. Op dit moment is er een keuze uit Verbeterd Rendement (VR) en Hoog Rendement (HR). Als minimaal 83% van de energie wordt omgezet in nuttige warmte, spreken we van "Verbeterd Rendement" (VR), vanaf 90% is er sprake van "Hoog Rendement" (HR). Hoog Rendement is onderverdeeld in HR100 (vanaf 90%), HR104 (vanaf 94%) en HR107 (vanaf 96%). Afhankelijk van het verbruik kunnen de besparingen oplopen tot enkele honderden euro's per jaar.

De nieuwste ontwikkeling op cv-ketelgebied is een gecombineerde ketel die in de warmtevraag van de woning voorziet, en die met de restwarmte electriciteit opwekt. Dit gebeurt middels het procedé van een Micro-wkk