ZD575. Vloerverwarming. in hoge ruimten

Transcriptie

1 ZD575 Vloerverwarming in hoge ruimten

2 Hoge ruimten worden verwarmd met verschillende verwarmingssystemen. In volgorde van bekendheid zijn dit globaal: - direct gestookte luchtverwarming (gasgestookte luchtverhitters) - indirect gestookte luchtverwarming (luchtverhitters of luchtbehandelingskasten aangesloten op een cv-ketel) - stralingspanelen - buisstralers - open gasstralers - vloerverwarming Functie van de verwarmers De verwarmers hebben als functie een acceptabel binnenklimaat te bewerkstelligen door het verhogen van de temperatuur in de hal. Luchtverwarmers verhogen de luchttemperatuur. Stralingsverwarmers en vloerverwarming verhogen voornamelijk de stralingstemperatuur, waarbij de luchttemperatuur geleidelijk toeneemt. Verticale temperatuurverdeling, warmtebehoefte en energiegebruik Verticale temperatuurverdeling wordt ook wel de verticale temperatuurgradient genoemd. Dit is het verschil tussen de luchttemperatuur op vloerniveau en de luchttemperatuur onder het dak, gedeeld door de hoogte van de hal in meters. De gradiënt is positief als de luchttemperatuur boven hoger is dan beneden en negatief als het omgekeerde het geval is. Bij alle systemen, met uitzondering van vloerverwarming, is het boven in de ruimte warmer dan op vloerniveau, dus is de gradiënt positief en dit heeft een negatieve invloed op het energieverbruik. Bij vloerverwarming is de gradiënt 0 of negatief. Het spreekt voor zich dat men het meeste belang heeft bij een aangename temperatuur in de verblijfszone. Vaak worden er aanvullende maatregelen genomen om de verticale tempera- tuurgradiënt te verkleinen. Bij luchtverwarming worden vaak hulpventilatoren toegepast en bij warmtestralers wordt de bovenzijde geïsoleerd. Voor het berekenen van de warmtebehoefte van een hal weegt volgens de DIN 4701 de temperatuur op halve hoogte zwaarder dan de temperatuur in de zone boven de vloer. Afhankelijk van het gekozen verwarmingssysteem en de temperatuur moet gerekend worden met 1 tot 4K hogere temperatuur op halve hoogte, dus een verhoging van 2 tot 8K boven in de hal. Deze verhoging van de luchttemperatuur correspondeert met een verhoging van de warmtebehoefte van 20 tot 30%. Zie hiervoor de tabel op de pagina hiernaast.

3 Verwarmingssysteem Temperatuurverschil in K/m hoogte Onder / boven het afgifteapparaat Zonder / met hulpventilator Vloerverwarming 0 Hangende luchtverwarmers (laag-inducerend) 1,3* 0,8** Lucht behandelingskast (laag-inducerend) 1,0 0,5 Luchtverwarming (hoog-inducerend) 0,1 Stralingspanelen (indirect LT) 0,3 0,3 Buisstralers (indirect MT) 0,3 0,3 Keramische stralers (indirect HT) 0,5 0,1 *= circulatievoud 1,9 **= circulatievoud 3,6 Tabel 1: beoordeling van verticale temperatuurgradiënt Verwarmingssysteem Procentuele toename van de warmtebehoefte voor drie hoogtes 5m 5-10m >10m Straling Vloerverwarming Plafondverwarming 0 0 tot 5 *) Gemiddelde of hoge temperatuurstralers tot 5 Convectief Convectoren 0 0 tot 5 *) Heteluchtsystemen Luchtrichting horizontaal 0 tot tot 30 Luchtrichting verticaal 0 tot 5 6 tot tot 20 *) systeem niet aan te bevelen Tabel 2: toename van de warmtebehoefte afhankelijk van de hoogte van het verwarmingssysteem Doordat vloerverwarming een hoge stralingsintensiteit heeft, kan in het verblijfsgebied met een circa 2K lagere luchttemperatuur volstaan worden bij een vergelijkbaar behaaglijkheidsgevoel als bij luchtverwarming. Dit geeft nog een extra besparing t.o.v. luchtverwarmingssystemen. Tevens is hierdoor het warmteverlies ten gevolge van ventilatie kleiner. Vloerverwarming werkt met een maximum watertemperatuur van 55 C in tegenstelling tot bijvoorbeeld 90 C voor luchtverwarming en stralingspanelen. De lage temperatuur verhoogt het warmteopwekkingsrendement en maakt toepassing van alternatieve energie mogelijk.

4 Praktijkmeting Deze meting is uitgevoerd in een 7 m hoge hal voorzien van vloerverwarming, bij een buitentemperatuur van -7 C. De temperatuur op 0,5 m boven de vloer was 18 C en 0,5 m onder het dak 18,6 C. Dit is een kleine positieve verticale temperatuur gradiënt van <0,1K/m veroorzaakt door de warmteafgifte van de verlichtingsarmaturen. Wanneer de verlichting uit zou zijn zou dit circa 0 K/m zijn. Elektrisch energieverbruik Dit is het gebruik van zogenaamde hulpenergie. Tussen vloerverwarming en andere systemen is in dit opzicht ook een groot verschil. Bijvoorbeeld voor een hal met een vloeroppervlak van 1000 m 2 is voor een vloerverwarming een pomp met een motorvermogen van circa 200W nodig. Bij luchtverwarming is het motorvermogen circa 1300 tot 2600W afhankelijk van het circulatievoud. Het verschil in jaarlijks stroomverbruik kan hierdoor oplopen tot circa 2200kWh en in de regel is voor de vloerverwarmingspomp geen extra elektragroep nodig. Comfort en binnenmilieu Vloerverwarming brengt zoals reeds vermeld de warmte voornamelijk over door straling, dus er is nagenoeg geen luchtverplaatsing. De voordelen hiervan zijn dat er geen stofcirculatie optreedt en er geen tochtklachten vanwege de verwarmingsinstallatie zijn. Door het grote verwarmend oppervlak is de warmtespreiding optimaal. Tevens is de oppervlaktetemperatuur lager dan bij de andere systemen dus er vindt geen stofschroei plaats met als gevolg een goede luchtkwaliteit en een gezond binnenklimaat. Doordat warmte in de vloer geaccumuleerd is en voornamelijk door straling wordt afgegeven aan de te verwarmen ruimte, zal in de winter, na het openen en weer sluiten van deuren, het comfort direct weer hersteld worden. Tevens is, in tegenstelling tot wat bij luchtverwarming het geval is, het warmteverlies door de open deuren geringer. Onderhoud Vloerverwarming is een onderhoudsvrij systeem. De andere systemen hebben minimaal tweejaarlijks onderhoud nodig. De kosten hiervoor zijn niet onaanzienlijk daar de meeste toestellen hoog in de ruimte hangen en dus meestal alleen met behulp van steigers of een hoogwerker bereikbaar zijn.

5 Bouwkundige en ruimtelijke aspecten Vloerverwarming neemt geen ruimte in. Ook vormt het systeem geen obstakel voor hijskranen en dergelijke. Vloerverwarming bestaat uit een kunststof buizenstelsel dat in de dekvloer of in een monolithisch gestorte betonvloer verwerkt wordt. In het laatste geval wordt de buis meestal onder tegen de bovenwapening bevestigd of als men de mogelijkheid wil behouden om later op willekeurige plaatsen in de vloer te boren wordt de leiding onder in de vloer aangebracht. Zie hiervoor ook de WTH Vloeropbouw en de informatie Vloerverwarming in monolithische vloeren. De temperatuur van het verwarmingswater is zo laag dat dit geen nadelig effect heeft op de vloer. Volgens de bouwverordening moeten de vloeren van verwarmde verblijfruimten een isolatiewaarde hebben van R=2,5 m 2 K/W. In de praktijk wordt uit kostenoverwegingen de isolatie van grote vloeren (aangebracht op de bodem) vaak geheel of gedeeltelijk weggelaten. Als de vloer gedeeltelijk geïsoleerd wordt betreft dit meestal een 2-5 m brede randstrook. Wanneer de isolatie weggelaten wordt neemt het energiegebruik toe. De grootte van het warmteverlies door de vloer hangt van diverse factoren af, dit zijn onder andere: - het gekozen verwarmingssysteem - de samenstelling van de vloer en bodem - de grondwaterstand, temperatuur en stroomsnelheid - de temperatuur in de hal - het vermogen van de verwarming - afmetingen van de vloer Berekening van het warmteverlies door de vloer Het warmteverlies door een vloer aangebracht op de bodem wordt berekend aan de hand van het temperatuurverschil tussen bodem, het oppervlak en de warmtegeleidingcoëfficiënt van de vloer. Voor het bepalen van het warmteverlies zijn alle genoemde factoren van belang. In de praktijk zijn deze vaak niet allemaal beschikbaar. Als er geen warmte aan de bodem onttrokken wordt middels bodemcollectoren van een warmtepomp kan als globale benadering voor ongeïsoleerde vloeren de volgende formule gehanteerd worden: Bt = 2/5 * (Vt-10) / log(l) + 10 Waarin Bt = bodemtemperatuur ( o C) Vt = vloeroppervlaktetemperatuur ( o C) L = kleinste zijde van het gebouw (m) Vt-Bt 2 Voor de randstroken binnen 5 meter van de gevel rekenen we een bodemtemperatuur van 5 o C.

6 Regeling Kosten Vloerverwarming is een traag verwarmingssysteem. Voor grote ruimten is dit geen enkel probleem mits men een goede regeling toepast. Temperatuurregeling op basis van de heersende buitentemperatuur is hier de beste oplossing. Voor het versneld opwarmen kan tevens een regeling op basis van retourwatertemperatuur worden toegevoegd. Kleine ruimten kunnen eenvoudig met een ruimtethermostaat op basis van de ruimtetemperatuur geregeld worden. De plaats van de vloerverwarming in de vloer heeft invloed op de opwarmsnelheid. Kiest men voor plaatsing onder in de vloer dan is het systeem trager dan bij plaatsing boven in de vloer. Ruimtetemperatuurverlaging gedurende nacht en weekend kan eveneens toegepast worden. Of dit een besparing oplevert hangt van diverse factoren af zoals: - soort warmtebron, bijvoorbeeld warmtepomp - afmeting, isolatiewaarde, en gebruiksduur van de ruimte - binnentemperatuur - warmte-inhoud van de goederen De investeringskosten voor vloerverwarming zijn over het algemeen lager dan die van de andere systemen. De exploitatiekosten zijn altijd lager, denk hierbij ook aan de lagere kosten doordat er minder stof behoeft te worden afgenomen door de mindere stofcirculatie.

7 Referenties Peecon, Etten-Leur Baan Mercedes, Hengelo Kroymans Jaguar, Houten Pon s Automobielhandel, Leusden (Porsche, Audi, VW en Skoda) C.B. Visie, Monster Karwei, Hendrik-Ido-Ambacht St. Jozef Kerk, Nijmegen Grote of OLV Kerk, Breda Grote Kerk, Oud-Beijerland St. Laurenskerk, Alkmaar Knook s Automobielbedrijf, Breda (Landrover) Vriens Autocenter, Breda Louwman & Parqui, Raamsdonksveer WTH Vloerverwarming B.V., Dordrecht Olifantenverblijf Diergaarde Blijdorp, Rotterdam Van Hoeckel Grootverbruik, s Hertogenbosch Haagse Hogeschool, s Gravenhage Boer & Zn, Purmerend Avio Diepen, Alphen aan den Rijn Bosman Transportbedrijf, Dordrecht Stoutenbeek, Waalwijk Scania Beers, Roosendaal Allers Bedrijfswagens, Venlo Gamma, Ermelo Oude Rijkswerf Willemsoord, Den Helder Hangar vliegveld, Eelde

8 WTH Vloerverwarming B.V. Mijlweg 75 Postbus AL Dordrecht Telefoon Telefax WTH vloerverwarmingssysteem heeft KOMO/KIWA keur onder nr. K11399/01 Internet