Server » Verwarming » Algemene informatie » Moderne gasketels
De nieuwe gasketels
condensatie en krachtkoppeling
Hoog rendement gasketels
Moderne gasketels zijn in staat bijna alle energie uit het gas te halen.

Moderne gasketels

Condensatieketel

Een gasketel produceert verbrandingsgassen. Een groot deel van de verbrandingsgassen bestaan uit waterdamp. In de waterdamp zit nog energie. Door de waterdamp te condenseren kan je een hoger rendement bereiken. Een kenmerk van condensatieketels is de afvoer van het condenswater (anders is het geen condensatieketel!)

Het hoog rendement wordt bereikt door een extra warmtewisselaar. Voordat de verbrandingsgassen naar de schoorsteen gestuurd worden, passeren ze eerst nog via een warmtewisselaar, waarbij de restwarmte gerecupereerd wordt door het koude circulatiewater dat terug naar de ketel vloeit. In vergelijking met een normale gasketel bedraagt de temperatuur van de uitlaatgassen 40 à 50° en is een groot deel van de waterdamp uit de verbranding gecondenseerd.

Bij dergelijke ketels is het niet ongewoon dat de verwarmingsinstallatie "omgekeerd" gemonteerd staat, dus met neerwaartse circulatie van de verbrandingsgassen. De brander staat bovenaan, vaak is dit een keramische brander zoals je kan aantreffen bij infra-rood stralers omdat deze in alle posities kunnen werken. Op hun weg naar beneden koelen de verbrandingsgassen en condenseert het water in het onderste gedeelte. Bij deze ketels die vaak bij wandmontage toegepast worden is er dus geen aparte warmtewisselaar nodig. De omgekeerde montage is nodig om het condensatiewater te kunnen recupereren in één eenheid, bij normale montage verdampt het water opnieuw als die in de warmere zone terecht komt. Deze ketels zijn uitgerust met een kleine aanjager (geplaatst in de aanvoer van vers lucht) om de gascirculatie naar beneden te laten gebeuren.

Op de afbeelding zie je de boiler rechts, met de verbrandingsketel bovenaan (let op het kijkgaatje en de twee electroden voor ontsteking en ionisatiemeting).
Boven in het midden heb je de aanjager van het aangezogen lucht en links het expansievat.

Een nog hoger rendement kan bereikt worden door de ingeblazen lucht voor te verwarmen dankzij de nog warme uitlaatgassen, dit gebeurt in een tegenstroom warmtewisselaar. Vaak heeft het "koude" circulatiewater een temperatuur van 40 graden, terwijl de koude lucht een temperatuur heeft van bijvoorbeeld 10 graden. Deze ketels zijn altijd uitgerust met een kleine aanjager want het "schoorsteeneffekt" werkt niet meer. De uitlaatgassen zijn nauwelijks warmer dan de omgeving. Deze ketels worden meestal op een buitenmuur aangesloten en "verbruiken" geen warme lucht uit hun omgeving, enkel koude lucht buiten het huis. De uitgeblazen lucht is slechts ongeveer 10 graden warmer dan de buitenlucht.

Modulerende branders

Het rendement kan ook verhoogd worden door de brander op een lager vermogen te laten werken als de warmtevraag beperkt is: dit is vaak beter dan de brander aan- en uit te schakelen (dit wordt al een tijd gedaan bij vloerverwarming om te vermijden dat de watertemperatuur te veel zou schommelen). Dergelijke ketels worden modulerende ketels genoemd. Hoewel de brander constant werkt ligt het verbruik lager dan bij een niet-modulerende brander. Dit komt omdat bij een partiële belasting de verbrandingsgassen trager circuleren. De gassen hebben daardoor meer tijd of volledig af te koelen en meer water kan condenseren. Het verschil is niet enorm maar scheelt toch een paar percenten.

De moderne modulerende branders zijn allemaal uitgerust met een ventilator met variabele snelheid die de lucht door de verbrandingskamer stuurt. Een luchtklep wordt door de luchtstroom minder of meer open gezet, en deze klep stuurt de gaskraan. De lucht/gas-verhouding moet éénmaal in de fabriek ingesteld worden en blijft dan dezelfde zolang er niet overgeschakeld wordt op een andere gassoort.

Waterslot

De brander staat in lichte overdruk. Om te vermijden dat rookgassen via de afvoer van condenswater zouden ontsnappen en in huis zouden terechtkomen zit er een sifon op de waterafvoer. Bij het inschakelen werkt de ketel gedurende een tijd op laag vermogen (lagere overdruk en hogere water condensatie) om het waterslot te vullen.

Moderne ketels zijn uitgerust met speciale funkties zoals een voorziening om het vastlopen van de circulatiepomp te vermijden. De ketel controleert dat de circulatepomp nooit meer dan 24 uur stilstaat en zal de pomp indien nodig gedurende 30 seconden aansturen om vastlopen te vermijden (daarbij moet echter de ketel onder spanning blijven, maar hij moet niet verwarmen).

Mazoutketels?

Door de slinkende oliereserves en het alsmaar duurder worden van de mazout is een mazoutketel minder en minder interessant. Daarbij komt nog dat je mazouttank aan minimale eisen moet voldoen en dat je die regelmatig moet laten keuren. Dankzij zijn hoge energiedichtheid en lage ontvlambaarheid gebruik je mazout beter enkel daar waar hij onmisbaar is: in dieselauto's en vrachtwagens. Mazout is hier de ideale brandstof: met 10 liter rij je 150 km en bij een ongeval is er nauwelijks explosiegevaar.

Krachtkoppeling

Het is best mogelijk dat je volgende aardgasketel uitgerust is met een electriciteitsgenerator. Krachtkoppeling heet zoiets in technische termen. Het gas wordt in de eerste plaats gebruikt om electriciteit te leveren, niet om warmte te produceren.

Wat is het nut van zo'n krachtkoppeling? Bij een klassieke electriciteitscentrale op aardgas wordt er electriciteit opgewerkt, de verliezen zijn warmte. Electriciteitscentrales kunnen deze warmteverliezen niet benutten, het is "verlies" in natuurkundige en economische termen.

Bij jou thuis wordt er ook electriciteit opgewerkt, die je op het net steekt, daarvoor krijg je een korting op je electriciteitsfaktuur. Het systeem werkt zoals bij zonnepanelen. Het verlies bij electriciteitsopwekking is hier ook warmte, en die gebruik je om nagenoeg gratis je huis op te warmen.

Bij een krachtkoppeling is het wel zo dat je meer gas zal moeten stoken om eenzelfde hoeveelheid warmte te krijgen (een deel van de energie is namelijk in electriciteit omgezet). Maar die opgewekte electriciteit maakt het verwarmen op gas zeer interessant. Per euro dat je stookt, krijg je bijna evenveel terug via je electriciteitsrekening: electriciteit is namelijk een veel duurdere energievorm dan aardgas (dat weten de mensen die zich electrisch verwarmen ondertussen wel).

De gasturbine en generator maken niet meer lawaai dan een normale aardgaskachel. Men gebruik vaak een Stirling motor: dit is een volledig gesloten continu-motor en geen ontploffingsmotor.

Co-generatie

Maar men kan nog verder gaan, en in plaats van een gasketel + Stirling generator te gebruiken kan men gewoon met een stroomaggregaat werken: men produceert electriciteit, en de restwarmte wordt gebruikt om de gebouwen te verwarmen. Dit systeem is eerst toegepast in ziekenhuizen (zij hebben in ieder geval een generator nodig: zij kunnen hem dus evengoed continu gebruiken gedurende de wintermaanden om de gebouwen op te warmen).

Dit systeem is enkel interessant voor grote ondernemingen zoals ziekenhuizen en grote fabrieken (kostprijs van de stroomaggregaten). Een generator op aardgas werkt goedkoper, start sneller op en heeft minder onderhoud nodig dan een dieselmotor.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's