Pompinstelling en gradiënt van een cv-ketel met hoog rendement (HR)

HR staat voor hoog rendement. Deze ketels zijn in staat om met een hoog rendement warmte te leveren en kunnen 10 - 15% zuiniger zijn dan de oude VR (verhoogd rendement) of nog oudere cv ketels. Brandt de cv ketel en zie je op een koude dag een witte pluim uit de schoorsteen komen? Die witte pluim is stoom of waterdamp die bij de verbanding van aardgas ontstaat en in de koude buitenlucht condenseert. De HR functie van de cv ketel zorgt er juist voor dat de waterdamp in de cv ketel condenseert. Bij het condenseren komt de warmte uit de stoom weer vrij en wordt aan het water in het cv-systeem overgedragen.

Condenseren, retourtemperatuur en installatiebalans

Zie je geen witte pluim uit de schoorsteen komen? Nou weet je dat in ieder geval de stoom in je cv ketel condenseert en de cv ketel een hoog rendement heeft. Maar je weet nog niet of de cv ketel optimaal werkt, want dat kan nog eens zo’n 3 tot 5% gas besparen. Hoe kan het nu dat er een witte pluim uit de schoorsteen komt? De belangrijkste oorzaak is dat de stoom niet condenseert in de cv ketel maar naar buiten wordt geblazen. De stoom kan niet condenseren, omdat het in de cv ketel te warm is. Het is te warm in de cv ketel omdat het water dat terugkomt van de radiatoren te warm is. We zeggen dan dat de retourtemperatuur te hoog is.

Weg met die witte pluim! Maar hoe zorg je ervoor dat het retourwater koud genoeg is? Dat doe je door waterzijdig inregelen. Waterzijdig inregelen betekent dat je de waterdoorvoer per radiator gaat regelen. Dat doe je m.b.v. de radiatorknoppen of speciale kranen. Met een eenvoudige uitleg kun je dat zelf doen. Met waterzijdig inregelen zorg je dat het warm is waar het warm moet zijn. Dus een beter comfort. Maar je zorgt er ook voor dat het water dat teruggaat naar de cv ketel (retour) voldoende is afgekoeld, zodat de stoom kan condenseren. Maar dat is niet per se waar. Eerder schreef ik dat geen stoom uit de schoorsteen niet per se hoeft te betekenen dat de cv optimaal werkt. Je kunt nog 3 - 5% gas besparen door de instellingen van de cv ketel te optimaliseren.

Capaciteit en modulatie van HR-ketels

Veel HR-ketels kunnen maximaal een vermogen leveren van 24 kW. Af-fabriek is het maximale vermogen ingesteld op ongeveer 18 kW. Dat is merkafhankelijk. Heel vaak is zo’n vermogen niet nodig voor het verwarmen, maar wel voor het maken van warm water. Maar die 18 kW is veel meer dan de meeste woningen nodig hebben om het aangenaam warm te houden. In zo’n geval levert de cv ketel maar 4 kW. Je cv ketel zal op vol vermogen branden als je een aan/uit-thermostaat of als het temperatuurverschil tussen gewenste en heersende temperatuur groter is dan 2°C. De op vol vermogen brandende cv ketel zal in een mum van tijd de temperatuur in de cv ketel laten oplopen. Op vol vermogen blaast de cv ketel ook de warmte snel door de warmtewisselaar. De overdracht van warmte is natuurlijk beter als dat langzamer gaat. De cv ketel stopt en gedurende een bepaalde tijd gaat hij in ‘rust’. De pomp blijft draaien om de cv ketel weer af te koelen. Vervolgens gaat de cv ketel weer op vol vermogen branden. Vergelijk het met een auto die steeds plankgas optrekt. Je snapt dat dat meer brandstof kost.

Maar er is meer. Ook de pomp, die ervoor zorgt dat het water door de radiatoren stroomt, kan zuiniger worden ingesteld. Moderne cv-ketels hebben een modulerende pomp. Dat betekent dat de pompsnelheid wordt geregeld naar behoefte. Die behoefte wordt bepaald door het vermogen dat de cv ketel levert. Maar als het maximale vermogen wordt verlaagd zal ook de pomp minder hard hoeven te werken. Daardoor bespaar je op elektriciteitsverbruik. Maar je kunt nog een stapje verder gaan door het maximaal vermogen van de pomp lager in te stellen. Het gevolg daarvan is dat het water langzamer door de radiatoren stroomt en daardoor langer de tijd krijgt om af te koelen. De temperatuur van het retourwater is dus lager.

Aanvoertemperatuur en deltaT

In het voorgaande heb ik het niet gehad over de aanvoertemperatuur. Je kent allemaal de overheidscampagne “Zet ’m op 60!”. Daarmee wordt aangemoedigd de maximale aanvoertemperatuur op 60°C te zetten. Het is best mogelijk dat daarmee een besparing wordt gerealiseerd, maar je haalt niet het maximale rendement en de cv ketel kan gaan pendelen. Dat is continu aan en weer uitschakelen en soms zelfs met volle vermogen. Het kan daarom juist beter zijn om de aanvoertemperatuur op bijvoorbeeld 75°C in te stellen, maar met de radiatoren waterzijdig ingeregeld, het maximale cv ketelvermogen en maximale pompvermogen veel lager in te stellen.

Inregelen van het cv-systeem en vloerverwarming. Maakt het uit of je radiatoren, vloerver warming of een combi daarvan hebt? Nee eigenlijk helemaal niet. Als je het maximaal vermogen voor verwarmen van de cv ketel verlaagd, heeft (mag) dat geen invloed hebben op de levering van warm water.

Tot slot. Heb je al gedacht om de cv ketel op ECO te zetten? Als je de cv ketel op ECO zet, wordt er pas warm water geleverd op het moment dat ergens in huis de warmwaterkraan wordt opengedraaid. In COMFORT stand wordt een bepaalde volume water continu op 60°C gehouden. We kunnen ons voorstellen dat dit verhaal best wat vragen oproept. Want hoe kom je aan je maximale verwarmingsvermogen, waar op de cv ketel kan je de instellingen veranderen of doe ik het wel goed?

Hydraulische balans en pompvermogen

Het verwarmingssysteem heeft een bepaald afgiftevermogen nodig om de warmteverliezen te overwinnen. Zonder een voldoende debiet over een radiator kan de radiator dit vermogen niet halen, met als gevolg dat desbetreffende kamers te langzaam warm worden of zelfs de ingestelde kamertemperatuur niet halen. Bij een te laag debiet zal zich het probleem van hydraulische onbalans zich ook veel sterker manifesteren.

Hoe kan het eigenlijk dat er lucht in een CV-systeem kruipt? Wat me trouwens opviel bij het kiezen tussen condenserende ketels, was dat de meeste ketels een pomp hebben met twee of drie standen. Enkel merk X bood een ketel met een traploze pomp. Welke stand of instelling deze heeft op de installatie hangt af van wat jij thuis hebt zitten. De pomp moet een capaciteit hebben om de meest ongunstige radiator te voorzien van voldoende flow. Dus als ik dit alles hier eens kort samenvat, komt het er op neer dat ik het beste gewoon eens de verschillende standen uitprobeer. Als een radiator zijn afgiftevermogen heeft bij 100% debiet, maar door hydraulische onbalans 70% krijgt, zal het probleem zich nog sterker manifesteren bij een nog lager debiet.

DeltaT en radiatoren

Stel 50% van 70% tegen 50% van 30%: 70/30 geeft twee keer zoveel warmte. De warmteverliezen door water dat snel door de leiding loopt, kunnen minder efficiënt worden afgegeven aan de verwarming. Per saldo zal er minder warmte afgegeven worden per liter opgewarmd water. De retourtemperatuur en deltaT hangen hierbij nauw samen. Een modulerende ketel past zijn vermogen aan op basis van de vraag en de DeltaT. Een hogere pompstand kan leiden tot hoger debiet en minder tijd voor afkoeling, wat invloed heeft op het rendement.

Bij condenserende modulerende ketels bij woonhuizen wordt vaak niet met een deltaT van 20 ontworpen. Voor warmtepompen geldt dat de aanvoertemperatuur en hydrauliek extra kritisch zijn: hoe lager de aanvoertemperatuur en hoe beter waterzijdig ingeregeld, hoe hoger het rendement van de warmtepomp. Een all-electric warmtepomp werkt het efficiëntst met lage temperatuurverwarming (LTV) of zeer lage temperatuurverwarming (ZLTV). Een warmtepomp vergt een lage aanvoertemperatuur en goed ingeregelde radiatoren om maximale COP te halen. Bij hybride systemen geldt: hoe kleiner het temperatuurverschil tussen het medium door de warmtepomp en het afgiftesysteem, hoe hoger het rendement.

Praktische tips voor je installatie

• Voer waterzijdig inregelen uit per radiator met radiatorknoppen of kranen voor comfortabel warme ruimtes en lagere retourtemperaturen.
• Overweeg een lagere pompstand bij modulerende pompen om elektriciteitsverbruik te besparen en longer afkoeltijd per radiator toe te staan.
• Stel de aanvoertemperatuur niet automatisch op 60°C maar experimenteer, bijvoorbeeld 75°C, in combinatie met een goede inregeling en een lager maximaal ketel- en pompvermogen.
• Overweeg ECO versus COMFORT: ECO levert warm water pas bij openen van de kraan; COMFORT houdt continu 60°C water tegen lage debieten aan.
• Beschouw de gevolgen van een te hoog debiet op de pomp en radiatoren, en stem debiet af op de installatie om hydraulische balans te voorkomen.
• Bij hybride of all-electric warmtepomp is het essentieel de aanvoer- en retourtemperaturen te monitoren en zo nodig aan te passen om het rendement te maximaliseren.

Het is belangrijk te realiseren dat elk huis uniek is. De juiste combinatie van aanvoer- en retourtemperatuur, pompvermogen en inregeling bepaalt samen het werkelijke rendement en comfort. De praktijk laat zien dat geduld en stapsgewijs afstellen vaak tot betere resultaten leidt dan kwantitatief maximale instellingen in alle situaties. Een modulerende ketel reageert op de vraag en past bovendien de pomp aan, waardoor zowel comfort als efficiëntie verbeteren wanneer de installatie correct is ingeregeld.

tags: #wat #is #gradientsnelheid #cv #ketel