Ruimteverwarming
1
Inleiding ................................................................................................................................ 1
2
Energieverbruik ruimteverwarming.................................................................................... 2
3
Centrale verwarming............................................................................................................ 3
4
Decentralisatie...................................................................................................................... 4
5
Convectieverwarming.......................................................................................................... 5
6
Stralingsverwarming............................................................................................................ 9
7
Keuzecriteria....................................................................................................................... 11
1 Inleiding Voor de verwarming van industriële gebouwen kan men gebruik maken van een centrale verwarming of decentrale verwarming. Daarnaast heeft men keuze tussen convectieverwarming en stralingsverwarming. De bedoeling van de ruimteverwarming is ervoor zorgen dat de werknemers onder voldoende comfortabele omstandigheden kunnen werken. Men hanteert in literatuur het begrip comfortemperatuur. De gewenste temperatuur is afhankelijk van de activiteiten die men uitvoert in het gebouw (overal, plaatselijk; zware fysieke arbeid of bureauwerk). De keuze, installatie en regeling van deze verwarmingssystemen bepaalt niet alleen het comfort in het lokaal maar ook het globale energieverbruik. Deze tekst geeft slechts een korte inleiding over dit item. Voor meer gedetailleerde informatie en rekenvoorbeelden verwijzen we naar Distrigas Brochure Ruimteverwarming en Suspro-presentatie Reznor waar men veel gedetailleerdere informatie vindt.
Een initiatief van:
Met steun van:
blz 1/11
Ruimteverwarming
2 Energieverbruik ruimteverwarming Het energieverbruik voor ruimteverwarming wordt bepaald door het verschil tussen warmteveliezen en warmtebronnen (zonnewarmte, warmte afkomstig van machines..). De warmteverliezen worden bepaald door de binnen- en buitentemperatuur, warmteverliezen langs muren, grond en daken en tenslotte zijn er ook ventilatieverliezen. Voor de invloed van buitentemperatuur in rekening te brengen gebruikt men graaddagen, dit is de som van de dagelijkse temperatuurverschillen met een referentietemperatuur.
Graaddagen kunnen gevonden worden via www.aardgas.be/consumenten/over-aardgas/nieuwsen-publicaties/graaddagen of http://www.degreedays.net/ Men mag ook niet vergeten dat de temperatuur binnen een gebouw niet constant is: •
Verschil in temperatuurregime dag / nacht en weekend – week
•
Verschil in temperatuur naargelang de plaats (hoog tegen het dak of op de werkvloer)
FVO/oktober 2011
blz 2/11
Ruimteverwarming
3 Centrale verwarming De warmte die getransporteerd wordt via het distributiesysteem, wordt afgegeven aan het lokaal via lokale systemen zoals radiatoren, convectoren,... Voordelen van centrale verwarming: •
Eén centraal onderhoud
•
Bestaand systeem (vernieuwing)
Nadelen: •
Afstand tussen warmtebron en gebruiker
•
De warmtebron bedient vaak meerdere gebruikers met elk hun specifieke behoeften
•
Complexiteit van de regeling
•
Complexiteit van het distributiesysteem
•
Vaak belangrijke distributieverliezen
•
Vaak overgedimentioneerde installaties
•
Vorstgevoelig
Algemeen beschouwd op jaarbasis heeft een centrale verwarming een rendement =
η=
nuttige warmte in ketelhuis verbruikte warmte
FVO/oktober 2011
blz 3/11
Ruimteverwarming
4 Decentralisatie Voordelen •
Distributiekring tot een minimum herleid
•
Elke gebruiker controleert zijn warmtebron
•
Ieder zijn eigen regeling
•
Mogelijke modulering
•
Juiste dimensionering van de warmtebron
•
Verminderd verbruik
Nadelen: •
Onderhoud van meerdere toestellen
•
Distributiekring van primaire energie
Bij decentrale verwarming heeft men geen verliezen in ketelhuis en leidingen. Decentrale verwarming is aangewezen wanneer de afstanden tussen de verwarmingstoestellen groot zijn of in geval van sterk verschillende bezettingspatronen van de te verwarmen lokalen. Vandaar dat er voor industriële hallen veelal geopteerd wordt voor een decentrale verwarming. Bij decentrale verwarming heeft men convectieverwarming en stralingsverwarming.
FVO/oktober 2011
blz 4/11
Ruimteverwarming
5 Convectieverwarming Omgevingslucht die in contact komt met een verwarmingslichaam wordt warm. Die warme lucht stijgt op en maakt plaats voor frisse lucht die dan eveneenst opgewarmd wordt. Zo onstaat er in het lokaal een luchtcirculatie, natuurlijke convectie genoemd. In grotere lokalen is die natuurlijke luchtstroming onvoldoende om een homogene temperatuur te bekomen en gaat men de convectie sturen om een gelijkmatige warmteverspreiding te verkrijgen.
Er bestaan diverse soorten convectieverwarming die we in de volgende bladzijden kort bespreken. Een direct gestookte luchtverhitter verwarmt de lucht rechtstreeks met aardgas in een gas/luchtwarmtewisselaar. Een ventilator blaast de opgewarmde lucht rechtstreeks de ruimte in. Luchtverhitters hebben een vermogen van 8 tot 120 kW. Het rendement van dergelijke verwarmingssystemen varieert tussen 85 en 90% (moderne installaties).
FVO/oktober 2011
blz 5/11
Ruimteverwarming
Luchtverhitters Bij grotere vermogens spreekt men van warmeluchtgeneratoren. Warmeluchtgeneratoren worden op de grond of op het dak van het gebouw geplaatst en de warme lucht wordt meestal via een kanaal in de te verwarmen ruimte geblazen.
Warmeluchtgeneratoren
FVO/oktober 2011
blz 6/11
Ruimteverwarming
Bij open luchtverhitters bevinden de in- en uitgangen van lucht en verbrandingsgassen zich in de te verwarmen ruimte zelf. Gesloten luchtverhitters zijn gesloten ten opzichte van de te verwarmen ruimte en worden bijvoorbeeld in vervuilde omgevingen gebruikt. De nieuwste types luchtverhitters zijn condenserende toestellen : door recuperatie van de warmte van de rookgassen halen deze toestellen zeer hoge verbrandingsrendementen tot 107 %. Make-up luchtverwarming gebruikt buitenlucht en warmt die op tot de kamertemperatuur. Sommige systemen zijn voorzien van een direct mengsysteem. Het principe van een direct mengsysteem is dat de rookgassen gemengd worden met verse buitenlucht. Dit leidt natuurlijk tot het volledig uitschakelen van de schoorsteenverliezen. Make-up luchtverwarming kan echter enkel gebruikt worden onder bepaalde voorwaarden: •
Toepassing in zeer grote ruimten met zeer hoge ventilatie
•
Controle van de emissie noodzakelijk daar de warme lucht met de rookgassen vermengd is
FVO/oktober 2011
blz 7/11
Ruimteverwarming
Convectoren zijn opgebouwd uit waterpijpen met daarop een heel aantal kleine plaatjes. De lucht stroomt langsheen deze plaatjes door het schouweffect dat ontstaat door de bescherming van de convector. De openingen op de bodem en de bovenzijden zorgen voor het trekeffect.
Convectoren hebben meestal een kleine thermische inertie wat een snelle opwarming toelaat. Vermits ze vrij compact zijn, kunnen ze gemakkelijk geïnstalleerd worden tegen de muur, in de vloer,... De luchtcirculatie mag echter nooit verhinderd worden. Hogere luchttemperaturen zijn noodzakelijk omwille van het feit dat convectoren geen warmte uitstralen. Ook is een hogere watertemperatuur meestal noodzakelijk vergeleken met (bijvoorbeeld) radiatoren. Dit heeft natuurlijk een negatieve invloed op het globale energieverbruik.
FVO/oktober 2011
blz 8/11
Ruimteverwarming
6 Stralingsverwarming In tegenstelling tot wat bij convectieverwarming het geval is, speelt de omgevingslucht bij stralingsverwarming niet meer de rol van warmteverdeler in het lokaal. Met stralingsverwarming kan men gericht in grote ruimten duidelijk afgelijnde zones verwarmen, zodat men plaatselijk de werknemers voldoende warmtecomfort bezorgt. •
Infrarood straling verwarmt mensen en objecten.
•
De lucht wordt alleen indirect door de toegevoerde energie opgewarmd.
Infraroodstralingsverwarmingssystemen of helderstralers stralen warmte uit via een keramisch of metaaloppervlak waarbinnen de verbranding (aardgas/verbrandingslucht) plaatsvindt. De oppervlaktemperaturen kunnen oplopen tot 1.000°C. Stralingsverwarming heeft een lage thermische inertie. De maximale oppervlaktetemperaturen worden immers bereikt binnen een aantal minuten.
FVO/oktober 2011
blz 9/11
Ruimteverwarming
Een donkere stralingsbuis is een buis waarvan het ene uiteinde is uitgerust met een brander en het andere uiteinde met een ventilator op de uitlaatgassen. De stralingsbuis wordt inwendig door de verbranding opgewarmd tot 500°C en geeft warmte af aan de omgeving door straling. Afvoer van de rookgassen
Ventilator
branderkast
FVO/oktober 2011
blz 10/11
Ruimteverwarming
7 Keuzecriteria Bij de keuze tussen stralingsverwarming en convectieverwarming moet men rekening houden met alle parameters van de installatie. Onderstaande tabel is hiervoor nuttig.
FVO/oktober 2011
blz 11/11
