Nummer 19
• Onderwerp: Vloerverwarming
•
Inleiding Het systeem van vloerverwarming is op de Nederlandse markt nooit een geweldig sukses geworden. Was het jaren geleden een mooi systeem voor woningen welke in de koopsfeer werden gebouwd, villa's, bungalows; met het ineenzakken van de partikuliere woningmarkt verdween voor een overgroot deel dit verwarmingssysteem. Eén van de redenen waardoor dit systeem natuurlijk niet in grote aantallen werd toegepast lag zeker opgesloten in de vrij hoge prijs. Zoals vrij bekend is, zal het c.v.-water wat door de vloerverwarmingsbuizen loopt, niet veel heter kunnen worden dan ca. 60· C. Dit is meestal niet gelegen in de temperatuurbestendigheid van de toegepaste materialen, maar staat in verband met de warmte welke de bouwkundige vloer kan verdragen. Dit betekent, dat er een regeling voor nodig is om te voorkomen dat het c.v.-water een hogere temperatuur dan de genoemde 60· C kan aannemen. Meestal moet de ketel, om kondens te voorkomen op een hogere temperatuur gestookt worden. Eveneens zal de regeling ingewikkelder en dus duurder worden indien aan een kombinatie met radiatoren wordt gedacht. Dit bulletin heeft als bedoeling om vloerverwarming in een ander daglicht te plaatsen en aan te geven, dat vloerverwarming in de huidige woningbouw zeker een plaats kan verdienen en voordelen ten opzichte van andere systemen kan hebben.
Voor- en nadelen van vloerverwarming
D-~
(V KETEL
I I
I EXPANSIE
I I
•
VAT
~ T~NF{RATubJi'-rS
., I
I I
BUlTEN
R GELING
I
l
I MAXIMAAL
BEVEIliGING
VlOERVER ....'ARMING
CIRClA.ATlE
POMP
Figuur 1 (CL 2171)
•
Het grootste voordeel van vloerverwarming is wel dat er een zeer gunstige N temperatuursgradient verkregen kan worden in de diverse vertrekken; hiermee wor&l{) bedoeld dat de vertrektemperatuur bij de grond hoger is dan bij het plafond. ("/l Dit betekent, dat juist die ruimte op een temperatuur gebracht wordt waar de 0l behaaglijkheid het grootst moet zijn: op zit- of stahoogte. J Bij elk ander verwarmingssysteem is dit niet het geval, de temperatuur tegen het '-.!:> plafond is altijd hoger dan bij de vloer. Q
C"
n--
--.D
Dit houdt in, dat bij bv. een radiatorverwarming meer warmte in de vertrekken gebracht moet worden om toch een behaaglijke temperatuur te verkrijgen, met andere woorden: de kop van de kamer is heet en op sta· of zithoogte is het warm. Een ander groot voordeel is dat vloerverwarming een grote gelijkmatige temperatuur aan het ~ertrek geeft. daar het systeem het gehele vloeroppervlak verwarmt; bij radiatoren is dit zeer plaatselijk. meestal onder de ramen. Een punt wat ook een grote rol speelt in het komfort is het feit dat indien je voeten warm zijn je lichaam dit meestal ook is; het lichaam heeft bij vloerverwarming minder warmte nodig dan bij een ander verwarmingssysteem.
•
Als nadelen kunnen we eveneens een aantal punten noemen: · prijs van het systeem; · faktor arbeid, kost meer tijd dan een radiator ophangen; - per vierkante meter vloer kan slechts een gelimiteerde hoeveelheid warmte worden afgegeven, meestal komt het er op neer dat er nog radiatoren bij moeten worden geplaatst; · regeling van het systeem, driewegmengkleppen, buitentemp.regeling enz. Nu er reeds jaren vloerverwarmingssystemen funktioneren, kunnen we ook beschikken over ervaringen, alhoewel daar weinig van In de literatuur of in publikaties terug te vinden is. In dit artikel hopen we hierop een uitzondering te maken. Materiaal De eerste vloerverwarmingssystemen waren uitgevoerd met zwarte stalen buis in de vloer, waardoor de kosten van een dergelijk systeem aanzienlijk waren. Nadat het mogelijk was geworden om kunststof buis toe te passen, is gezien de veel lagere prijs dan die van de zwarte buis, een doorbraak te konstateren in de toepassing van vloerverwarming. Werd in eerste instantie nog wat afwachtend gereageerd in verband met de vraagtekens over de te verwachten levensduur van deze kunststof buis, vrij snel kon er van uitgegaan worden dat deze zeker een 15 tot 20 jaar zou kunnen zijn, hetgeen reeds in de praktijk is bewezen. Waar evenwel vooraf nooit over gedacht werd, gebeurde vrij snel na installatie: het kontinu aanwezig zijn van lucht in de installatie wat vrijwel onmogelijk te verwijderen was. Na diepgaand onderzoek bleek dat de kunststof buis zuurstof van buiten naar binnen ging geleiden. de zogenaamd diffusie. Zelfs indien de buis in beton ingegoten is zal een kontinu proces van zuurstofdiffusie aanwezig zijn. De kunststof buizen zijn natuurlijk korrosie·bestendig, de rest van de installatie is dit zeker niet. Door de bijzonder fijn verdeelde zuurstofdeeltjes in het c.v.·water vindt een grondige korrosie plaats; in de stalen verdeelstukken, in de stalen aansluitbuizen en in de meestal stalen of gietijzeren ketel. Het produkt van dit korrosieproces uit zich in het zogeheten magnetiet, een zwarte, slijmerige substantie. Dit magnetiet, opgelost in water, vormt een soort slib in alle buizen en de ketel. Hierdoor neemt de weerstand in het totale systeem toe en de warmte afgifte af. Ook het rendement van de c.v.·ketel zal gaan afnemen, het is zelfs mogelijk dat door inwendige isolering van de ketel door het slib het toestel reeds bij lagere watertemperaturen gaat koken. Nieuwe ontwikkelingen zijn gestart om buis te konstrueren met sterk verminderde diffusie·eigenschappen; de buis wordt hierdoor dikker, duurder en levert per meter lengte minder warmte af. Op dit ogenblik valt reeds te konstateren, dat in Duitsland, het land bij uitstek voor vloerverwarming, overgegaan wordt naar het toepassen van koper buis met een kunststof coating. Eveneens door de diffusie-eigenschappen van de kunststof buis is er op de markt een skala van inhibitoren gekomen. Dit zijn chemikaliën die toegevoegd kunnen worden aan het e.v"water ter voorkoming van zuurstof in het systeem of ter voorkoming van het resultaat hiervan: de korrosie. Na onderzoek blijkt dat er vrijwel geen enkele inhibitor is zonder bijverschijnselen, eveneens is het moeilijk de vereiste sterkte van de oplossing in het e.v.-water te kontroleren, vooral als er bijgevuld moet worden of indien er storingen voorkomen waarbij het c.v"water afgetapt moet worden.
2
•
•
•
•
Systeemscheiding De meest doeltreffende oplossing van het bovengenoemde probleem zal zijn: het volledig scheiden van het kelelcircuit en hel vloerverwarmingscircuil.
0
KAMER THERMOSTAAT
MAXIMAAL
BEvfll(jl'llJ 'J. m\fJ.l
'#loARf'I "
(IRtl"LATlf
•
P'NP
Figuur 2 (CL 2172) .
'EU~
Bij een volledige systeemscheiding zijn de volgende onderdelen nodig: 1. c.v.-pomp in het ketelcircuit 2. c.v.-pomp in het vloercircuit 3. warmtewisselaar tussen beide circuits 4. expansievat voor ketelcircuil en een expansievat voor het vloercircuit 5. regeling voor de temperatuur van het vloercircuit Door dit systeem zijn de volgende voordelen verkregen: 1. toepassing van de goedkope kunststof buis 2. geen inhibitoren noodzakelijk 3. geen korrosieve produkten in het ketelcircuit
•
•
Toepassing vloerverwarming Nu bovenomschreven voor- en nadelen, oplossingen om nadelen te voorkomen vermeld zijn, komt natuurlijk de vraag: is er nu plotseling een extra reden om vloerverwarming toe te passen? Naar onze mening zeer zeker, ondanks de prijs van dit verwarmingssysteem. Dil is gelegen in de gewijzigde manier van bouwen ten opzichte van een tiental jaren geleden; de reden zit in de hogere isolatiewaarde van de woning. Volgens de huidige isolatienormen worden de woningen met een zodanige isolatiewaarde uitgerust, dal er geen sprake meer is van koude plaatsen in de woonvertrekken. Door thermopane ramen en zwaardere geïsoleerde vloeren, plafonds en muren is de afkoeling van de woning gespreid en niet meer toegespitst op bv. de ramen. Hierdoor is de massa van de woning zodanig toegenomen dat eigenlijk, na opwarming van deze massa, uitsluitend de lucht in de woning opgewarmd behoeft te worden. Doordat in tegenstelling tot vroeger de hoofdwoonvertrekken voorzien kunnen worden van vloerverwarming, zonder een verdichting van het aantal meters buis onder de ramen of langs de muren, wordt een gelijkmatige warmteverdeling verkregen in de woonvertrekken, in theorie zonder bijplaatsing van radiatoren. De niet-hoofdwoonvertrekken zoals de slaapkamers kunnen eenvoudigweg met radiatoren verwarmd worden. Door deze grotere gelijkmatigheid aan warmte in de woonvertrekken neemt het komfort toe, zodanig dat de gemiddelde kamertemperatuur lager kan zijn dan met een konventioneel verwarmingssysteem. Dil laatste zal zondermeer tot energiebesparing aanleiding kunnen geven.
3
Regeling Het regelen van een radiator-verwarmingssysteem in goed geïsoleerde woningen is op zich een niet eenvoudige zaak, laat staan een vloerverwarmingssysteem_ Het probleem van een vloerverwarming is natuurlijk de lange opwarmingstijd of naijltijd van de bouwkundige massa van de vloer. Het is vrijwel uitgesloten, dat dit op een verantwoorde manier kan gebeuren middels een buitentemperatuurregeling; een vloerverwarmingssysteem heeft een traagheid van tenminste 5 uur wat inhoud, dat een buitentemperatuurregeling te allen tijde 5 uur te laat is met regelen. De enige juiste oplossing om tot een verantwoorde regeling te komen is om de vloer op een min of meer konstante temperatuur te houden middels het plaatsen van een voeler direkt in de vloer en de kamertemperatuur door een kamerthermostaat te laten uitvoeren. Dit laatste houdt wel automatisch in dat ten behoeve van het voor- en naseizoen het juist zal zijn dat er een bijverwarming aanwezig is in de vorm van een paar kleine radiatoren of konvektoren.
Uitvoering Op verschillende manieren kan nu het hierboven omschreven systeem uitgevoerd worden: a. gekombineerd systeem (zie figuur 2) b. uitsluitend vloerverwarming (zie figuur 3)
(V KETEL
•
•
l ~A)(IMol,A.
Br .... t L(iI'liJ
" rRVO< ..AI(" ','
Figuur 3 (CL 2173) vOELER
Expansievat Indien we dus nu een volledig gescheiden systeem hebben, doet zich de vraag voor of er nu ook twee expansievaten en twee vul- en aftapkranen met manometers en dergelijke geplaatst dienen te worden. De in eerste instantie meest aantrekkelijke oplossing zal zijn een verbinding tussen de retour van de ketel en de retour van het vloerverwarmingssysteem; hierdoor kan worden volstaan met één expansievat in de retour naar de ketel en één vul- en aftap op deze ketel te plaatsen. Blijft evenwel het probleem van de lucht die steeds weer in het systeem komt door de diffusie. Middels een automatische ontluchter kan veel lucht verwijderd worden, maar de vraag is dan wel wat de levensduur van een dergelijke ontluchter zal zijn. De mooiste en meest doeltreffende oplossing zal zijn iets terug te gaan in de techniek en over te gaan tot het toepassen van een "open expansievat". Dit betekent dat het vloerverwarmingscircuit volledig gescheiden dient te zijn van het ketelcircuit, terwijl het vullen eenvoudig zal zijn: middels een gieter.
4
•
•
•
, P......
r ,r :
,,, ,,, , ,
l
)'"
J ".n "'AA Bf~f <.
(i •
.. ,!,~'.'.
•
•
R
Figuur 4 (CL 2174)
Warmtewisselaar Voor de scheiding tussen beide circuits kan een zogenaamd tapvaatje (tegenstroom warmtewisselaar) toegepast worden. Een dergelijk vaatje wordt meestal toegepast in combi ketels voor de bereiding van tapwater. De tapwaterzijde van het vaatje wordt dan aangesloten op het ketelcircuit, terwijl de aansluitingen waar in een combi ketel de aanvoer en retour op aangesloten zijn, verbonden worden met het vloersysteem. Inmiddels is er op de markt een warmtewisselaar te verkrijgen met een ingebouwde pomp, terwijl er verdeelstukken bij verkregen kunnen worden voor het aansluiten van de st rangen. Om korrosie te voorkomen dient de e.v.-pomp van messing te zijn, eveneens de verdeelstukken. Ervaringen De ervaringen die wij als toestellen fabrikant hebben opgedaan met bovengenoemde systemen, hebben ons de volgende zaken geleerd: a. vloerverwarming in goed geïsoleerde woningen wordt als bijzonder positief ervaren: veel komfort b. vloerverwarming dient in bijna alle gevallen aangevuld te worden met radiatoren of konvektoren c_ door een uitstekende stratifikatie is het een energetisch verantwoord systeem d. indien scheiding van vloerverwarming en c.v_-systeem wordt toegepast en tevens een open expansievat, zullen er geen storing met dichtslibben, verlagingen van rendementen en luchtproblemen voorkomen e. een eenvoudige en goedkope regeling is mogelijk met het vermijden van een dure buitentemperatuurregeling en drie- of vierwegmengkleppen. Slot Nieuwe inzichten en nieuwe konstrukties kunnen er soms toe leiden, dat systemen die in onmin zijn geraakt, opnieuw toegepast gaan worden. Wij denken dat dit kan gaan gelden voor het nieuwe systeem van vloerverwarming. De resultaten van die installaties die volgens bovenstaande zijn uitgevoerd zijn zeer gunstig en worden ook door de gebruiker als komfortabel aangemerkt.
• 5
