Waterstof transporteren via het aardgasnet in de toekomst?

Waterstof is volgens verschillende organisaties op de energiemarkt een belangrijke vervanger van aardgas. In plaats van aardgas als fossiele brandstof te gebruiken kan men beter een duurzaam verkregen waterstof inzetten. Er zijn verschillende voordelen te benoemen voor waterstof. Deze gasvormige stof kan namelijk worden geproduceerd. Daardoor kan waterstof in feite niet opraken. Daarnaast kan waterstof worden opgeslagen en getransporteerd.

Aardgasvrij wonen
Voor het transporteren van aardgas kan men mogelijk ook het netwerk van aardgasleidingen gebruiken dat reeds in Nederland aanwezig is. in Nederland wordt decennia lang gebruik gemaakt van aardgas. Dat zorgt er voor dat er een goed netwerk aan aardgasleidingen aanwezig is inclusief de bijbehorende installaties. De huidige installaties en aardgasleidingen zijn over een periode van zestig jaar opgebouwd en onderhouden. Dat betekent dat in de praktijk bijna alle gebouwen aangesloten zijn op aardgasleidingen behalve de nieuwbouwwoningen die aardgasvrij zijn gebouwd en aangesloten.

Fijnmazig netwerk
Volgens de beheerders van deze aardgasleidingen is het netwerk fijnmazig en bovendien in uitstekende en veilige conditie. Dat zorgt er voor dat er een waardevol systeem in de grond zit. Men heeft zichzelf terecht de vraag gesteld of dit leidingnetwerk in de toekomst misschien voor andere doeleinden kan worden gebruikt. Het transporteren van waterstof is dan heel interessant. Omdat waterstof volgens veel bedrijven in de installatietechniek de toekomst is zou het aardgasleidingnetwerk in de toekomst kunnen worden gebruikt voor het transport van waterstof.

Waterstofketel
Er zijn volgens experts een aantal kleine aanpassingen nodig om het huidige leidingnetwerk aan te passen voor waterstof. Aardgas is namelijk een andere soort gas dan waterstof. De energiewaarde van aardgas is anders en ook de dichtheid van het gas. Naast het aanpassen van het leidingnetwerk is het belangrijk dat ook de woninginstallaties worden aangepakt. Veel woninginstallaties hebben nog een standaard aardgasgestookte cv-installatie. Dat zal in de toekomst een waterstofketel moeten worden. Een waterstofketel heeft een ander verbrandingssysteem dan een aardgasgestookte cv installatie. Het aanpassen van de huidige cv-ketels naar een waterstofketel is vaak niet of nauwelijks mogelijk.

Wat is een hr-ketel, vr-ketel en een hr-combiketel?

Een hr-ketel is een hoog rendement centrale verwarmingsketel en wordt geplaatst in woningen met een aardgasgestookte cv-installatie. Hoewel een hr-ketel aardgas verstookt kunnen deze ketels toch een gunstig energielabel A krijgen. Dit heeft te maken met het rendement dat de hr-ketel uit aardgas haalt. Bij de verbranding van aardgas in de cv-installatie haalt de hr-ketel een hoger rendement dan de conventionele cv-ketel.

Vr-ketels
De hr-ketel levert ook nog een hoger rendement dan de vr-ketels. De vr-ketel is minder energiezuinig dan de hr-ketel hoewel de letters ‘vr’ staan voor verbeterd rendement.

Combiketels
De benaming combiketel is vrij algemeen. In feite zegt de term combiketel weinig over de energiezuinigheid van de ketel. Een combiketel is een cv-ketel waar ook een boiler bij geplaatst is. Deze boiler zorgt er voor dat er warm water uit de kraan komt. Een combiketel is energiezuiniger dan een losse boiler of geiser. Er zijn echter verschillende soorten combiketels die onder andere verschillen op het gebied van energiezuinigheid.

Vr-combiketels en hr-combiketels

Er zijn op dit moment nog vr-combiketels en hr-combiketels op de markt. De hr-combiketels zijn hoogrendementsketels met een boiler. De allernieuwste variant is de HRe-ketel. Dit is tevens ook de duurste combiketel en geschikt voor huishoudens vanaf 4 personen.

Werking van een warmtepomp ten opzichte van een cv-ketel

Een warmtepomp heeft een andere werking dan een aardgasgestookte cv-ketel. In een cv-ketel wordt aardgas verbrand waarbij veel hitte vrij komt. Deze hitte wordt gebruikt om het leidingwater van de centrale verwarming op een hogere temperatuur te brengen. Het verwarmde water wordt door cv-leidingen getransporteerd naar de radiatoren waar de warmte wordt afgeven aan de omgeving. Wanneer men de cv-ketel zou vervangen door een waterstofketel is de werking van de installatie grotendeels hetzelfde ondanks het feit dat er een ander brandbaar gas wordt gebruikt. Als men echter een warmtepomp installeert is de werking wel geheel anders.

Drukveranderingen in plaats van hittebron

Een warmtepomp maakt namelijk niet gebruik van een hittebron maar van drukveranderingen. Een warmtepomp bevat dus geen verbrandingsketel waarin aardgas of waterstof wordt verbrand. In plaats daarvan wordt een leidingensysteem geïnstalleerd binnen de woning maar ook daar buiten. Aan de buitenkant van de woning is de druk laag, waardoor vloeistof verdampt en de buizen afkoelen. Aan de binnenkant is de druk hoog waardoor vloeistof condenseert en warmte vrijkomt. Deze warmte kan vervolgens worden afgegeven door radiatoren maar ook via vloerverwarming. Omdat er niet veel warmte vrijkomt spreekt men wel van lagetemperatuurverwarming (LTV).

Lagetemperatuurverwarming
Lagetemperatuurverwarming is milieuvriendelijker dan verwarming doormiddel van een cv-installatie die op aardgas of waterstof is gestookt. Er komt namelijk niet direct CO2 vrij in de atmosfeer. Op een indirecte manier kan er wel CO2 worden uitgestoten. Er wordt namelijk gebruik gemaakt van een elektrische pomp om het water rond te pompen. Voor het maken van de drukveranderingen is namelijk elektrische stroom nodig. Deze elektrische stroom kan ook doormiddel van zonnepanelen worden opgewekt waardoor het systeem nog duurzamer wordt. De warmtepompen werken doormiddel van drukverschillen. Het realiseren van de drukverschillen gebeurd in de compressor. De compressor zorgt voor overdruk. Naast een compressor en een pomp heeft de warmtepomp ook een condensor en warmwatertank.

Hybride warmtepompen: een warmtepomp en een cv-installatie gecombineerd

Hybride warmtepompen zijn een vorm van hybride verwarmingstechniek. Meestal denkt men bij hybride aan een gecombineerd systeem waarbij een duurzame technologie en een minder duurzame technologie worden samengevoegd. Dat is ook het geval met hybride warmtepompen. Een hybride warmtepomp wordt namelijk verbonden aan een centrale verwarmingsinstallatie met een cv-ketel. Dat betekent dat een hybride warmtepomp kan worden toegepast in woningen die op aardgas zijn aangesloten en met aardgas worden verwarmd. Het probleem met aardgas is echter dat aardgas een fossiele brandstof is die op kan raken en bovendien komt bij het verbranden van aardgas ook CO2 en andere uitstoot vrij.

Een warmtepomp heeft deze nadelen niet omdat een warmtepomp warmte uit de lucht haalt en eventueel ook uit de aardbodem. Uit de lucht en aardbodem kan echter niet heel veel warmte worden gewonnen. Daarvoor is de temperatuur in de lucht en de aardbodem te laag. Een warmtepomp wordt daarom gebruikt als lagetemperatuurverwarming. Een aardgasgestookte cv-installatie kan echter wel hoge temperaturen produceren. Een conventionele cv-ketel kan het cv-leidingwater wel opstoken tot 80 graden Celsius terwijl een warmtepomp gemiddeld een aanvoerwarmte van 30 tot 35 graden Celsius kan produceren, al zijn er warmtepompen die ook tien graden hoger kunnen produceren.

Een hybrideverwarming in de vorm van een hybride warmtepomp en een hybride ketel combineert te voordelen van de warmtepomp met de voordelen van een aardgasgestookte cv-installatie. In eerste instantie wordt de warmtepomp aangesproken om de basiswarmte te leveren. Bij een piekvraag wanneer het bijvoorbeeld erg koud is en de installatie hoger wordt gezet zal de cv-ketel aardgas gaan verstoken. Dat is ook het geval als men warm water aftapt. Omdat in de meeste gevallen niet hele hoge temperaturen zijn vereist is de warmtepomp als eerste verwarmingsinstallatie voldoende.

Doordat de warmtepomp als eerste wordt aangeslagen zal de CO2 emissie aanzienlijk verlaagd worden. Voor een optimaal rendement is het echter wel van belang dat de woning of het pand goed geïsoleerd is anders gaat er alsnog veel warmte verloren. Met name bij de lagetemperatuursverwarming is een goede isolatie van belang omdat anders alsnog extra moet worden bijgestookt de woning op de gewenste temperatuur te brengen.

Waterstofketel op groene, grijze en blauwe waterstof

De waterstofketel zou volgens sommige spelers in de installatiebranche wel eens de oplossing kunnen vormen voor het aardgasvrij wonen en bouwen. In dat geval moeten de cv-ketels die in woningen en utiliteit aanwezig zijn worden vervangen door waterstofketels. Het ombouwen van aardgasgestookte cv-ketels naar waterstofketels is technisch gezien wel mogelijk maar is tijdrovend en kostbaar. Daarom is vervanging van conventionele cv-ketels voor waterstofketels noodzakelijk. Dat is echter 1 aspect van deze energietransitie. Als men kiest voor waterstof als oplossing voor aardgasvrij wonen dan zal men ook moeten kijken naar de herkomst van waterstof. Daarvoor wordt waterstof in verschillende kleuren ingedeeld: groene waterstof, grijze waterstof en blauwe waterstof.

Groene waterstof
Waterstof komt niet voor in de natuur en moet geproduceerd worden. Dat kan op verschillende manieren waardoor je waterstof in meer en minder duurzame processen kunt verkrijgen. Om die reden zijn de benamingen groene, grijze en blauwe waterstof ontstaan. De meest duurzame productiemethode van waterstof is het proces dat men ook wel elektrolyse noemt. Elektrolyse kan men heel duurzaam laten plaatsvinden door gebruik te maken van duurzame elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen zoals windkracht en zonlicht. Als men deze ’groene’ energiebronnen gebruikt kan men ook ‘groene’ waterstof produceren.

Grijze waterstof
Als men waterstof gaat produceren uit koolwaterstoffen, waardgas en steenkool dan heeft men grijze waterstof. Bij de productie van grijze waterstof komen broeikasgassen vrij in de atmosfeer en daarmee is waterstof die op deze manier is verkregen niet ‘groen’ en niet duurzaam. In 2004 werd nog 90 procent van alle waterstof geproduceerd uit aardgas en koolwaterstoffen. Als men meer duurzame waterstof zou willen produceren moet men de productielocaties waarin men waterstof doormiddel van elektrolyse uit duurzame energiebronnen toepast vergroten.

Blauwe waterstof
Blauwe waterstof zit tussen grijze en groene waterstof in. in feite wordt blauwe waterstof geproduceerd op een manier waarop er CO2 vrij komt. Dat komt door verbranding van aardgas bijvoorbeeld. Alleen wordt de CO2 die vrij komt afgevangen en opgeslagen in bijvoorbeeld lege gasvelden. Blauwe waterstof kan door deze werkwijze klimaatneutraal worden omdat tijdens de productie van deze waterstof geen broeikasgassen vrijkomen in de atmosfeer. Echter worden deze broeikasgassen wel geproduceerd waardoor blauwe waterstof niet echt milieuvriendelijk is.

Groene waterstof heeft de voorkeur alleen wordt er veel te weinig groene waterstof geproduceerd om de gehele Nederlandse aardgasgestookte cv-installaties van groene waterstofketels te voorzien. Daarom moet de productie van groene waterstof aanzienlijk omhoog de komende tijd als Nederland van het aardgas af wil en duurzame waterstof wil gaan gebruiken.

Waterstof en energieopslag

Waterstof heeft molecule (H2) en komt in de natuur niet voor. Dat betekent dat waterstof geproduceerd moet worden. Dat kan op verschillende manieren gebeuren. Ongeveer 95% van alle waterstof die in de wereld wordt geproduceerd wordt gemaakt doormiddel van reforming van aardgas, steenkool of andere fossiele brandstoffen. Slechts 5% procent van de waterstof wordt geproduceerd doormiddel van elektrolyse. Reforming van aardgas en steenkool is niet Co2 neutraal en minder klimaatbewust dan elektrolyse. Echter moet voor elektrolyse veel elektriciteit worden aangewend. Daardoor is ook elektrolyse niet milieuvriendelijk tenzij men voor dit proces duurzame elektrische energie gebruikt die wordt opwekt door bijvoorbeeld zonlicht of windkracht.

Energiedrager waterstof
Waterstof is geen energiebron zoals windkracht en zonlicht. In plaats daarvan is waterstof een energiedrager, een brandstof die bijvoorbeeld gebruikt kan worden om woningen doormiddel van een waterstofketel te verwarmen. Dit proces kan klimaatvriendelijk worden wanneer men waterstof op een duurzame manier gaan produceren. Om die redenen kunnen waterstof en waterstofketels een nuttige bijdrage leveren aan de energietransitie. Het bijkomende voordeel van waterstof is dat deze als energiedrager ook kan worden gebruikt als energieopslag. Als men bijvoorbeeld te veel elektrische energie opwekt met windmolens en zonnepanelen zou men deze elektrische energie kunnen gebruiken om waterstof te produceren.

Energie opslaan

Dan zou men de energiedrager waterstof in de toekomst kunnen gebruiken als brandstof. Waterstof kan daardoor een deel van de energieopslag oplossen. Duurzame elektriciteit wordt omgezet in waterstof die veel beter is op te slaan dan zuivere elektrische energie. Enorme accu’s die elektrische energie kunnen opslaan zijn er wel maar zijn in de praktijk nog niet een bewezen effectieve oplossing voor het opslaan van elektrische energie. Eventueel zouden woningen kunnen worden uitgerust met brandstofcellen. Daardoor zou men waterstof ook kunnen gebruiken voor het opwekken van lokale elektriciteit. Zo kan waterstof worden gebruikt voor zowel elektriciteit als voor verwarming doormiddel van een waterstofketel.

Energietransitie
Het aardgasleidingnetwerk zou grotendeels gebruikt kunnen worden voor het transport van waterstof. Dat bespaard kosten en zorgt er voor dat de energietransitie snel zou kunnen plaatsvinden. Er zijn echter ook problemen die eerst moeten worden opgelost. Allereerst moet men op grote schaal waterstof gaan produceren en daarnaast moet men de huidige aardgasgestookte cv-ketels ombouwen tot waterstofketels. Dat laatste gaat veel tijd en geld kosten.

Kan een aardgasgestookte cv-ketel omgebouwd worden tot waterstofketel?

Nederland zal de komende jaren afscheid gaan nemen van aardgas als verwarmingsbron. In plaats daarvan worden andere energiebronnen aangewend die duurzamer zijn. Dit wordt ook wel de energietransitie genoemd. Waterstof wordt binnen deze energietransitie steeds vaker genoemd als vervangende brandstof voor aardgas. Dat betekent dat men in de toekomst geen aardgasgestookte cv-ketels gaat gebruiken maar zogenaamde waterstofketels. Een aantal vragen kunnen dan ontstaan.

Allereerst de vraag of waterstof wel gebruikt kan worden in een cv-installatie. Het antwoord op deze vraag is ‘ja’. Waterstof kan worden gebruikt voor een cv-installatie alleen moet men dan wel een andere ketel gebruiken. De waterstofketel is speciaal ontworpen voor het verstoken van waterstof in een cv installatie. Dan is er natuurlijk nog de vraag of een aardgasgestookte cv-installatie kan worden omgebouwd tot waterstofketel. Deze vraag wordt in de volgende alinea behandeld.

Aardgasgestookte cv-ketels ombouwen tot waterstofketels

Aardgas is een fossiele brandstof en waterstof is een brandbaar gas dat men kan produceren. Beide brandstoffen kunnen worden gebruikt om cv-leidingwater te verwarmen. Toch is er wel een duidelijk verschil. Zo heeft waterstof een hogere verbrandingssnelheid dan aardgas. Dat is een aspect dat er voor zorgt dat men een aardgasgestookte cv-ketel niet kan gebruiken voor het verstoken van waterstof. Er zullen een aantal componenten moeten worden veranderd.

Componenten vervangen
Allereerst moeten de branders van de cv-ketel worden vervangen door branders die zijn ontworpen voor het verstoken van waterstof. De dichtheid van waterstof is ook anders evenals de vlamtemperatuur die hoger is. Om die reden moet de gebruikelijke aardgasgestookte cv-ketel verschillende aanpassingen ondergaan. Dat zorgt er voor dat het in de toekomst bijna ondoenlijk is om alle aardgasgestookte cv-ketels om te bouwen tot waterstofketels. Om die reden worden steeds vaker ketels in woningen gebouwd die voor aardgas en waterstof geschikt zijn. Deze ketels zijn alvast geplaatst voor het geval we in Nederland geen aardgas meer gaan gebruiken maar waterstof.

Is een waterstofketel de oplossing?
Toch is het nog maar de vraag of waterstof daadwerkelijk gebruikt gaat worden als vervangende brandstof voor aardgas om woningen te verwarmen. Om die reden wordt nog gewacht met de grote klus om alle woningen in Nederland te voorzien van een cv-ketel die ook als waterstofketel kan worden gebruikt. Het grote voordeel is wel dat er niet heel veel aanpassingen hoeven te worden gedaan aan het aardgasleidingnetwerk. In principe zou men ook door deze leidingen waterstof naar waterstofketels kunnen transporteren. Toch is waterstof niet de perfecte oplossing. Aardwarmte en warmtepompen zijn veel betere oplossingen omdat deze duurzamer zijn en woningen zelf in hun eigen energie kunnen laten voorzien zoals bij nulwoningen, balanswoningen en passiefhuizen het geval is.

Proef met waterstofketels

Verschillende installatiebedrijven doen in Nederland echter al mee aan projecten waarin woningen worden gebouwd die doormiddel van waterstof verwarmd worden. Deze projecten kunnen een voorproefje zijn van de toekomst. Door projecten te bouwen met waterstofketels raken mensen meer met het idee vertrouwt en kunnen ze in de toekomst hun ervaringen met waterstofketels delen in de social media. Dat kan er voor zorgen dat de acceptatie en populariteit van waterstofketels toeneemt.

Wat is een waterstofketel?

Een waterstofketel is een centraleverwarmingsketel waarin waterstof wordt verbrand in plaats van aardgas. Waterstofketels kunnen een belangrijke rol spelen in het aardgasvrij bouwen en wonen in Nederland omdat deze ketels zijn aangesloten op het aardgasnetwerk maar geen gebruik maken van aardgas als brandstof. Waterstofketels hebben namelijk andere branders dan de standaard centraleverwarmingsketels waarin laagcalorisch aardgas wordt verstookt. Bovendien is het ook technisch mogelijk om op waterstof te koken.

Waterstof transporteren naar woningen
Dat betekent dat men in de toekomst geen aardgas meer nodig heeft en waterstof zou kunnen distribueren via het leidingnetwerk dat werd gebruikt voor aardgas. De infrastructuur van deze leidingen is in Nederland al aanwezig en dat bespaart kosten en enorm veel werk. Volgens experts in de installatiebranche zijn er geen grote kostbare aanpassingen nodig voor het aardgasleidingnetwerk om deze geschikt te maken voor waterstof.
Er zullen wel aanpassingen gemaakt moeten worden aan de cv-ketels. Een waterstofketel is noodzakelijk om waterstof te kunnen verbranden. Ook zijn er ketels ontwikkeld die waterstof en aardgas kunnen verbranden. Deze ketels worden steeds vaker in woningen geplaatst zodat men klaar is voor de toekomst als waterstof daadwerkelijk zal worden getransporteerd door de huidige gasleidingen.

Wat is waterstof?
Waterstof is een brandbaar en explosief gas en heeft voordelen ten opzichte van aardgas. Waterstof is namelijk geen fossiele brandstof zoals aardgas. Dat maakt deze brandstof voor cv-installaties duurzamer. Waterstof kan bovendien geproduceerd worden en kan daardoor praktisch niet op raken. In tegenstelling tot de zon, waterkracht en de wind is waterstof geen energiebron maar een energiedrager. De energie moet dus uit het waterstof worden gehaald. Voordat dit gebeurd moet waterstof worden geproduceerd. Waterstof kan uit aardgas worden gehaald maar daarbij komt CO2 dat is dus niet wenselijk als men de CO2 emissie wil reduceren.

Er zijn ook andere middelen om waterstof te verkrijgen bijvoorbeeld doormiddel van elektrolyse. Deze techniek wordt gebruikt om waterstof te winnen uit water. Doormiddel van elektrolyse wordt het water in waterstof en zuurstof gesplitst. Daarbij komt geen schadelijke uitstoot vrij maar er is wel een aanzienlijke hoeveelheid elektriciteit nodig om dit proces uit te voeren. Deze elektrische stroom moet duurzaam worden opgewekt uit energiebronnen zoals windkracht, waterkracht en zonlicht. Als men dat weet te realiseren kan met de productie van waterstof duurzaam maken.

Waterstofketel is geen aardgasketel
De gebruikelijke cv-ketels zijn in feite aardgasketels omdat er aardgas in wordt verstookt. Waterstofketels hebben een andere brander in de ketel. Dat zorgt er voor dat de huidige ketels grotendeels vervangen zullen moeten worden door waterstofketels of door ketels die waterstof en aardgas kunnen verstoken. Als men echter een waterstofketel gebruikt hoeft men de leidingen en radiatoren van de cv-installatie niet aan te passen. Deze onderdelen transporteren warm water en geven doormiddel van confectie de warmte af aan de omgeving. Het maakt dan feitelijk niet uit of dit warme water wordt gerealiseerd door een aardgasgestookte cv-ketel of een waterstofketel die wordt gebruikt als cv-ketel. In de toekomst zullen daardoor in steeds meer woningen verwarmingsinstallaties worden geplaatst die zijn voorzien van een waterstofketel of een gecombineerde ketel die aardgas en waterstof kan verstoken. Op die manier is Nederland klaar voor de energietransitie in de cv-installatie.

Duurzaam bouwen

Duurzaam bouwen is het geheel van ontwerpactiviteiten en bouwactiviteiten waarbij men gericht is op de ontwikkeling en bouw van een duurzaam bouwwerk en gebruik maakt een duurzaam bouwproces waarbij energie en materiaal zo milieuvriendelijk mogelijk worden gebruikt. Duurzaam bouwen is de toekomst want duurzaam bouwen is bouwen met het oog op de toekomst. Dat houdt in dat men met duurzaam bouwen rekening houdt met het klimaat, het milieu en de herkomst van grondstoffen en materialen. Dit zorgt er voor dat duurzaam bouwen een veelomvattend begrip is dat start met een duurzaam ontwerp en eindigt met een sloop van het gebouw en het hergebruik van de bouwmaterialen.

Aandachtspunten voor duurzaam bouwen
Duurzaam bouwen wordt gestimuleerd vanuit de overheid. De Nederlandse rijksoverheid heeft een aantal kaders genoemd waaraan men zich moet houden bij duurzaam bouwen. Deze kaders zijn als volgt:

  • Bij de bouw moet men gebruik maken van duurzame materialen. De materiaalkeuze moet de gezondheid van de bouwers, bewoners en gebruikers niet benadelen. Ook moet de materiaalkeuze milieuverantwoord zijn dir houdt in dat er materialen moeten worden gebruikt die niet op kunnen raken. Idealiter moet in duurzaam bouwen gebruik worden gemaakt van herbruikbare materialen.
  • Een duurzaam gebouw moet een gezond binnenmilieu hebben. Daarom moet een duurzaam gebouw beschikken over een goede ventilatie en moeten vochtproblemen en schimmel worden voorkomen. Ook de ophoping van schadelijke stoffen moet worden voorkomen.
  • Er moet verantwoord worden omgegaan met water. Het gebruik van water moet zoveel mogelijk worden bespaard.
  • Het gebouw moet niet zorgen voor vervuiling zoals CO2 uitstoot.
  • Het gebouw mag geen hinder opleveren in de vorm van geluidsoverlast, lichtoverlast en de emissie van schadelijke stoffen.
  • Het duurzame gebouw moet ook goed gesloopt kunnen worden zodat de materialen hergebruikt kunnen worden.

Keurmerken voor duurzaam bouwen
Duurzaam bouwen is een heel breed begrip waaraan bouwbedrijven op een verschillende manier invulling kunnen geven zolang de kaders maar gehanteerd worden. Er is echter toch een bepaalde mate van uniformiteit nodig en duidelijkheid met betrekking tot de term duurzaam bouwen. Daarom zijn er in Nederland keurmerken en certificaten ontwikkeld voor de bouwsector. Voorbeelden van deze certificaten en keurmerken zijn de BREEAM, LEED en GPR.

Duurzaam bouwen in ontwikkeling
Duurzaam bouwen zal niet altijd hetzelfde zijn. Door nieuwe innovaties en technische ontwikkelingen kan men steeds duurzamer produceren en duurzamer wonen. Denk hierbij aan systemen waarmee men zelf energie kan opwekken zoals zonnepanelen, warmte pompen, hybride warmtepompen, warmte en koudeopslag, pelletkachels en pelletketels. Deze technologische ontwikkelingen gaan gepaard met de energietransitie. De energietransitie houdt nauw verband met duurzaam bouwen en het duurzaam gebruiken van een woning. Door gebouwen zelfstandig energie op te laten wekken kunnen gebouwen energieneutraal, klimaatneutraal en uiteindelijk ook CO2 neutraal worden.

Passiefhuis, nulwoning en een tiny house
Er zijn nogal wat ontwikkelingen op het gebied van duurzaam bouwen. Zo wordt de term passiefhuis steeds vaker ingevoerd in de bouw. Een passiefhuis is een huis dat voor een groot deel van het jaar niet actief hoeft te worden voorzien van energie van buitenaf. Een nulwoning is een woning die op jaarbasis precies neutraal is op het gebied van CO2 emissie. Daarom wordt een nulwoning ook wel een energieneutrale woning, CO2-neutrale woning of balanswoning genoemd. Dit soort woningen worden steeds vaker gebouwd. Ook een tiny house doet in Nederland haar intrede. Dit zijn kleine compacte woningen die volledig zelfvoorzienend zijn. Momenteel is er echter nog geen wetgeving die er voor zorgt dat een tyny house permanent bewoond mag worden. Een passiefhuis of een nulwoning mogen echter wel permanent bewoond worden.

Wat is een veiligheidsventiel of veiligheidsklep?

Een veiligheidsventiel of veiligheidsklep is een beveiligingssysteem dat wordt aangebracht in een toevoerleiding van een apparaat en automatisch opent of sluit wanneer er in het systeem een bepaalde maximumwaarde van temperatuur of druk wordt overschreden. Het veiligheidsventiel zorgt er voor dat het (leiding)systeem niet beschadigd wordt door de opgebouwde druk door de druk (voor een deel) te laten ontsnappen. Het veiligheidsventiel zal bij een te grote druk een deel van het gas of de vloeistof laten ontsnappen uit het systeem. Men heeft het dan over het laten ontsnappen van het ‘drukopbouwende medium’. Ook kan het veiligheidsventiel er voor zorgen dat de toevoer van het medium wordt beperkt waardoor de druk afneemt.
Er worden in systemen verschillende soorten veiligheidskleppen. Deze worden in twee hoofdgroepen ingedeeld namelijk de automatische en gestuurde veiligheidskleppen. Het verschil tussen deze veiligheidskleppen wordt kort toegelicht:

  • Gestuurde veiligheidsventielen worden doormiddel van een alarm in een elektronische besturing geschakeld.
  • Automatische ventielen kunnen zelf de grootheid van een medium meten. Wanneer er sprake is van een overschrijding van de ingestelde grenswaarde zal de klep zich automatisch gaan sluiten. Een voorbeeld van een automatisch ventiel is het overdrukventiel.

Overdrukventiel
Een overdrukventiel is een automatisch ventiel dat zich opent wanneer er een drukverschil tussen een ingang en uitgang wordt gemeten die boven de ingestelde waarde komt. Er is dan sprake van een ‘over’ druk oftewel een teveel aan druk. Een overdrukventiel wordt vaak aangebracht om een systeem te beschermen. Wanneer er teveel druk ontstaat in bijvoorbeeld leidingsystemen bestaat de kans dat gedeelten van het systeem openbarsten of losbreken wanneer de druk niet weg kan komen. Dit is ook het geval bij drukvaten die aangebracht zijn in leidingsystemen. Uiteraard is het belangrijk dat er duidelijke regels worden gehanteerd voor het plaatsen en fabriceren van drukapparatuur. Hiervoor zijn Europese regels opgesteld in de PED-richtlijn (Richtlijn 97/23/EG) en de richtlijn m.b.t. drukvaten van eenvoudige vorm in Richtlijn 87/404/EEG.

Overstortventiel
In centrale verwarmingsinstallaties wordt ook gebruik gemaakt van een veiligheidsventiel. In die installaties heeft men het echter over een overstortventiel. In het overstortventiel is een veer geplaats die de klep gesloten houdt. Deze veer is afgesteld op een druk van drie bar. Wanneer de druk in de cv-leiding boven de drie bar uitkomt zal het overstortventiel er voor zorgen dat er een bepaalde hoeveelheid water uit de cv-leiding zal worden geloosd.
Als water wordt verwarmd zal het uitzetten. Zo zet water van 10 wanneer het verwarmt wordt tot 85 °C uit met ongeveer 3%. In eerste instantie zal de toegenomen druk in de cv-installatie worden opgevangen door een expansievat dat is aangebracht in de installatie. Wanneer het expansievat echter defect raakt dan zal de druk alsnog oplopen. Daarom is een overstortventiel als extra veiligheidsmaatregel aangebracht. Een overstortventiel kan op het riool wordt aangesloten zal men gebruik moeten maken van een trechter.

Wat is een expansievat van een centrale verwarming?

Een expansievat wordt gebruikt in een met vloeistof gevulde installatie om de drukveranderingen te beperken. Zo wordt een expansievat aangebracht in een centrale verwarmingsinstallatie. In een expansievat zijn twee compartimenten aanwezig. Deze compartimenten worden van elkaar gescheiden door een membraan. Van deze twee compartimenten staat één compartiment in contact met het systeem. Dit houdt in dat dit compartiment is gevuld met dezelfde vloeistof als in het systeem wordt gebruikt. In het geval van een centrale verwarming is één compartiment van het expansievat gevuld met cv-leidingwater. Het andere compartiment van het expansievat bevat een samengeperst gas.

Hoe werkt een expansievat?
Een expansievat is een drukvat. Het woord expansie maakt duidelijk dat er ook sprake is van het uitzetten van een stof. In dit geval kan een vloeistof uitzetten en zal dit uitzetten opgevangen moeten worden met een ander soort stof namelijk een gas. Een gas kan men namelijk comprimeren en een vloeistof niet. Het ene compartiment van het expansievat bevat daarom de vloeistof van het systeem en het andere compartiment een gecomprimeerd gas.
Als de druk in het systeem oploopt zal het membraam dat de twee compartimenten van elkaar scheid richting het gas verschuiven. Hierdoor neemt het volume in het systeem toe en wordt het gas samengeperst. Omdat het volume in het systeem toeneemt zal de druk in het systeem afnemen. De zogenaamde voordruk in het expansievat bedraagt 0,5 bar of 1 bar. Er zijn expansievaten met verschillende inhoud op de markt. De inhoud van een expansievat houdt verband met de waterinhoud of vloeistofinhoud van de installatie.

Waar worden expansievaten toegepast?
De meest bekende toepassing van expansievaten is de toepassing in cv-installaties. Een expansievat is een belangrijk onderdeel van een cv-installatie omdat het water in de centrale verwarmingsinstallatie regelmatig wordt verwarmd en vervolgens afkoelt door het in- en uitschakelen van de verwarming. De cv-ketel verwarmt het water van de cv-leidingen en is meestal gekoppeld aan een thermostaat of aan domotica.

Expansievat kapot
De wisselende temperaturen van het cv-leidingwater zorgt voor volumeverschillen en drukverschillen in de cv-installatie. Warm water zet namelijk uit. Het verschil in druk en volume wordt opgevangen door het expansievat. Als het drukverschil echter te sterk varieert door de veranderingen van de watertemperatuur dan kan het expansievat het drukverschil niet meer goed opvangen. Het is mogelijk dat het expansievat dan een kapot membraam krijgt. Dit kan men zelf controleren door met een hard voorwerp te tikken tegen de zijkanten van het vat. Als het goed is hoort men een verschil tussen het tikken tegen de bovenkant van het vat en de onderkant. Als dat niet het geval is zal er geen sprake zijn van twee gescheiden compartimenten. Overigens wordt er naast een expansievat meestal een tweede beveiliging aangebracht tegen overdruk. Dit is de ontlastklep oftewel het overstortventiel. Het overstortventiel is een veiligheidsventiel.

Vormgeving van het expansievat
Wanneer men denkt aan een expansievat dan denkt men meestal aan een rood cilindervormig vat dat naast een cv-ketel hangt. Dit vat is bevestigd aan een opvangsysteem dat aan de muur is vastgemaakt. Dit rode expansievat werd vlak na de Tweede Wereldoorlog ontwikkeld door Johan Wormmeester. Na de oorlog was er weinig geld beschikbaar en moesten technici goed nadenken over een goedkope en effectieve oplossing voor technische vraagstukken. Wormmeester dacht dat het ontwikkelen van een nieuwe mal behoorlijk veel geld zou kosten. Daarom had hij een goedkopere oplossing bedacht namelijk twee pannen op elkaar. Deze twee pannen werden tegen elkaar gehouden door een ring. In het midden van deze twee helften zit een rubberen membraan vastgeklemd. De bovenste helft van het expansievat is gevuld met het cv-leidingwater en de onderste helft met stikstofgas. Het water bovenste helft van het expansievat kan uitzetten wanneer de cv-ketel in werking treed. Het stikstofgas wordt dan in elkaar gedrukt. Wanneer de cv-ketel afslaat zal het membraan langzaam weer naar boven bewegen en zal het stikstof gas gaan uitzetten.

Wat is een ontluchtingssleutel?

Een ontluchtingssleutel is een klein handgereedschap dat wordt gebruikt om een radiator van een cv-installatie te ontluchten. Ontluchtingsleutels hebben verschillende vormen. De basisvorm is bevat een klein vleugeltje aan de bovenkant met een kleine vierkante uitsparing aan de onderkant. Er zijn echter ook varianten waarbij de ontluchtingssleutel is verbonden aan andere sleutels bijvoorbeeld een radiatorsleutel.

Toepassing van een ontluchtingssleutel
Door een radiator te ontluchten kan de lucht uit de radiator ontsnappen zodat er meer verwarmd water in de radiator kan stromen en de radiator meer warmte kan afgeven aan de omgeving. Als een radiator niet volledig warm wordt kan het dus betekenen dat er lucht in de radiator zit. In dat geval is een ontluchtingssleutel een handig gereedschap waarmee de lucht uit de radiator kan worden gehaald.

Een ontluchtingssleutel plaatst men op een ontluchtingsknop en vervolgens draait men deze open. Dit moet echter pas gedaan worden wanneer de kraan van elke radiator is dichtgedraaid. Het ontluchten van een radiator moet men echter voorzichtig doen. De radiatorsleutel moet langzaam een klein stukje linksom gedraaid worden totdat je de lucht hoort ontsnappen. Dit gaat meestal gepaard met een sissend geluid. Het is overigens verstandig om alle radiatoren te ontluchten wanneer men bijvoorbeeld een borrelende radiator heeft in de cv-installatie. Deze installatie is namelijk een gesloten systeem. Dat houdt in dat wanneer er in één radiator lucht zit er een grote kans is dat ook in andere radiatoren lucht zit. Deze zou men dan ook met een radiatorsleutel moeten ontluchten.

Door deze ontluchtingsknop open te draaien verdwijnt de lucht en wordt de radiator weer warm. Het laten ontsnappen van de lucht uit meerdere radiatoren zorgt er vaak wel voor dat de cv-ketel moet worden bijgevuld. De lucht moet namelijk wel vervangen worden door water en daarvoor is er vaak extra water nodig in de cv-leidingen en de radiatoren die hier op aangesloten zijn.

Wat is een hybride ketel?

Een hybride ketel, een hybride HR ketel of een hybride cv-ketel is een gecombineerde verwarmingsinstallatie waarbij naast een gasgestookte ketel ook gebruik wordt gemaakt van een duurzamere en minder milieubelastende warmtebron in de vorm van een hybride warmtepomp. Over het algemeen heeft men het over een hybride warmtepomp in plaats van een hybride ketel. Net als andere producten waarbij men het woord hybride hanteert is er sprake van gecombineerd systeem waarbij een systeem aanwezig is dat werkt op fossiele brandstoffen en een ander systeem dat geen of nauwelijks CO2 uitstoot heeft. Zo bevat een hybride auto een verbrandingsmotor die op benzine werkt en een elektromotor die aangedreven wordt vanuit oplaadbare accu’s.

Hybride ketel of hybride warmtepomp
Een hybride ketel of beter gezegd een hybride warmtepomp bestaat uit een warmtepomp en een gasgestookte hoogrendementsketel (cv-ketel). De centrale verwarming haalt het benodigde warme water daardoor vanuit de warmtepomp en/of de cv-ketel. Omdat voor de werking van een cv-ketel of HR-ketel aardgas moet worden verstookt is een dergelijke verwarming belastend voor het milieu en zorgt deze voor CO2 uitstoot. Om die reden zal een hybride warmtepomp zo worden ingeregeld dat in eerste instantie de warmte wordt gehaald uit de hybride warmtepomp en in tweede instantie pas de cv-ketel in werking zal treden. In de praktijk blijkt vaak dat de cv-ketel in werking treed in koude perioden en wanneer er heet tapwater nodig is.

Hybride warmtepomp ter aanvulling op cv-ketel
Een hybride warmtepomp is een milieubewuste aanvulling op een bestaande cv-installatie. Dit maakt een hybride warmtepomp tot een interessant product voor mensen die een woning hebben met een cv-installatie en toch hun verwarmingssysteem willen verduurzamen. De bestaande centrale verwarmingsinstallatie hoeft er dan namelijk niet uit maar kan gewoon behouden worden en in gebruik blijven. De hybride warmtepomp zal echter een deel van het water voor de cv-installatie gaan verwarmen. Alleen wanneer het heel koud is zal de cv-ketel of hr-ketel worden ingeschakeld om warm water te leveren voor de cv-leidingen.

Wat is een hybride warmtepomp?

Een hybride warmtepomp is een gecombineerd verwarmingssysteem waarbij gebruik wordt gemaakt van een lucht-water warmtepomp en een ander soort verwarmingssysteem meestal in de vorm van een gasgestookte hoogrendementsketel (cv-ketel). In gebouwen waarbij men werkt met hybride verwarmingssysteem is er sprake van een samenwerking tussen een warmtepomp en een cv-ketel of hr-ketel.

Deze installaties worden gezamenlijk gebruikt voor het verwarmen van het gebouw en het verwarmen van het sanitaire water. Een hybride warmtepomp en een cv-ketel vullen elkaar aan op het gebied van verwarming. De buitentemperatuur en de gevraagde hoeveelheid warmte zijn belangrijke factoren die bepalend zijn of de warmte wordt geleverd door de warmtepomp of door de cv-ketel/ hr-ketel.

Waaruit bestaat een hybride verwarmingssysteem?
Een Hybride installatie zal bestaan uit twee verschillende verwarmingssystemen waarbij het ene systeem over het algemeen milieubelastend is en het andere systeem niet of nauwelijks milieubelastend is. Meestal is er een combinatie tussen een gasgestookte cv-ketel of gasgestookte hr-ketel in combinatie met een warmtepomp. Er zijn verschillende soorten warmtepompen
• lucht/water warmtepomp
• brine/water warmtepomp
• ventilatielucht/water warmtepomp
• water/water warmtepomp
Het hybride verwarmingssysteem kan uit twee losse verwarmingstoestellen bestaan maar er zijn ook verwarmingssystemen waarbij de verschillende soorten verwarming gecombineerd zijn en in één behuizing zijn geplaatst. Een dergelijk gecombineerd systeem wordt ook wel een hybride toestel genoemd.

De samenstelling van het verwarmingssysteem is afhankelijk van een aantal factoren waaronder het type warmtepomp. Meestal bestaat het hybride systeem uit een binnenunit waarin de warmtepomp is geplaatst en een buitenunit. Deze units worden gekoppeld aan een hr-ketel of cv-ketel en een slimme thermostaat. Als men gebruikt maakt van een hybridetoestel dan is dit meestal een toestel waarin een lucht/water warmtepomp gecombineerd is met een hr-ketel. De warmtepomp kan dan zowel binnenlucht als buitenlucht gebruiken om warmte te onttrekken.

Werking hybride warmtepomp in combinatie met een hr-ketel
Een warmtepomp werkt op elektriciteit. De elektrische stroom zorgt er voor dat de ventilator in de warmtepomp de (buiten)lucht aanzuigt het systeem in. Uit deze lucht wordt warmte gewonnen. Met behulp van een compressor wordt deze lucht op een hogere temperatuur gebracht. Deze lucht wordt afgegeven op de condensor / wisselaar. Aan de andere kant van de condensor zorgt een circulatiepomp er voor dat het water in het verwarmingssysteem wordt rondgepompt. Aan de bovenkant stroomt het water het buffervat in en onderlangs het buffervat weer uit. Dan gaat het water na afgifte van de warmte weer terug naar de condensor. Met een hybride warmtepomp kan men warm water realiseren maar geen heet water. Als heet water nodig is zal men daarvoor de cv-ketel nodig hebben. Ook wanneer men snel heel warm water nodig heeft zal de cv-ketel in werking treden. Een controller of regelunit zorgt er in combinatie met een slimme thermostaat voor dat in eerste instantie de warmte van de hybride warmtepomp zal worden gebruikt voor de verwarming.

Energie besparen met hybride warmtepomp
Een hybride warmtepomp zorgt voor energiebesparing en minder CO2 uitstoot omdat een gedeelte van de verwarming niet uit de gasgestookte cv-ketel komt maar uit de warmtepomp. Dat maakt dat het kiezen voor een hybride warmtepomp een milieubewuste keuze is. Daarnaast zorgt het systeem er ook voor dat er minder gas wordt verstookt wat weer gunstig is voor het verlagen van de maandelijkse energielasten.

Waarom een hybride verwarmingssysteem?
Men zou zich af kunnen vragen waarom men niet gewoon de cv-ketel of hr-ketel vervangt voor een warmtepomp. Dit zou natuurlijk de meest ideale situatie zijn want dan hoeft men bijvoorbeeld geen gasgestookte cv-ketel of hr-ketel te gebruiken en kan men het gebouw misschien zelfs klimaatneutraal of CO2 neutraal verwarmen.

Helaas is dit echter niet eenvoudig. De meeste woningen in Nederland zijn aangesloten op aardgas en zijn niet zo energiezuinig als een nulwoning of een passiefhuis. In plaats daarvan maken ze nog gebruik van aardgas. Deze fossiele brandstof zal bij een hybride verwarming alleen in de koude wintermaanden worden aangesproken voor de verwarming van het tapwater bijvoorbeeld. Voor de warmere dagen zal de warmtepomp de gevraagde warmte uit de omgevingslucht kunnen onttrekken, dit kan de buitenlucht zijn maar ook de binnenlucht.

De hybride warmtepomp zorgt er overigens voor dat de bestaande verwarming niet geheel vervangen hoeft te worden. In plaats daarvan is de hybride warmtepomp een ideale combinatie waarbij een bestaand verwarmingssysteem energiezuiniger en milieubewuster wordt gemaakt. Hybride warmtepompen kunnen bovendien gebruikt worden in combinatie met de standaard radiatoren die aan centrale verwarmingssystemen zijn gekoppeld. Grote technische aanpassingen zijn meestal niet nodig bij de installatie van een warmtepomp in combinatie met een reeds bestaande cv-installatie. Daardoor hoeft voor de installatie van een hybride warmtepomp meestal geen enorme bedragen te worden betaald.

Pelletketel of een aardgasgestookte cv-ketel?

Pelletketels, biomassaketels en pelletkachels zijn relatief nieuw op de markt. De meeste mensen stoken anno 2017 nog met een gasgestookte cv-ketel hun huizen en gebouwen warm. Dit zal langzamerhand veranderen omdat een gasgestookte cv-ketel nogal wat CO2 uitstoot. Bovendien zorgen gasgestookte cv-installaties er voor dat huishoudens en bedrijven afhankelijk zijn en blijven van aardgas. Aardgas is een fossiele brandstof en die raakt op den duur op. Denk daarbij aan de Groningse gasvelden die langzamerhand leeg raken en waaruit de gasproductie is afgenomen vanwege het aardbevingsrisico in de regio waar de gaswinning wordt uitgevoerd. Dat zorgt er voor dat er minder laagcalorisch gas op de markt komt. Er moet naar andere verwarmingstechnieken worden gezocht en pelletketels en biomassaketels behoren tot de mogelijke oplossingen.

Aardgas of biomassa?
Nederland komt voor de keuze te staan, of ze kopen aardgas over de grenzen in of Nederland schakelt over op andere brandstoffen en verwarmingssystemen. Omdat aardgas uit het buitenland dikwijls hoogcalorisch aardgas is zullen verreweg de meeste gasverbruikende installaties moeten worden aangepast aan hoogcalorisch aardgas. Dat zorgt er voor dat de keuze voor een ander soort verwarmingsinstallatie langzaam maar zeker meer voor de hand komt te liggen. Als men kijkt naar een cv-installatie dan zou men deze installatie grotendeels in tact kunnen houden wanneer men in plaats van de aardgasgestookte cv-ketel een cv-ketel op biomassa gaat installeren. De meeste cv-ketels die biomassa verstoken zijn zogenaamde pelletketels.

Beschikbaarheid van houtpellets
Men moet echter rekening houden met het feit dat pelletketels en pelletkachels niet aangesloten zijn op een aardgasleidingnetwerk. Dit houdt in dat pelletketels voortdurend moeten worden voorzien van nieuwe houtpellets. Vooral pelletketels verstoken nogal wat houtpellets omdat deze ketels net zo als aardgasgestookte cv-ketels het leidingwater van een cv installatie moeten verwarmen. Men zal daarom voortdurend nieuwe pellets in het pelletreservoir moeten plaatsen. Van daaruit worden de houtpellets door een wormwiel gemalen richting het stookgedeelte van de pelletketel.

Omdat het logistiek nogal wat vereist om voortdurend nieuwe houtpellets aan te voeren aarzelen veel mensen om over te schakelen van een gasgestookte cv-ketel naar een pelletketel. Hier moeten structurele oplossingen voor worden bedacht en geboden. Uiteindelijk heeft een pelletketel een hoog rendement van rond de 85 procent. Dit houdt dat 85 procent van de energie uit houtpellets kan worden omgezet in warmte dit is zeer efficiënt en maakt het de moeite waard om goed na te denken over de logistieke problematiek rondom de beschikbaarheid van houtpellets of andere pellets van biomassa.

Wat is centrale verwarming?

Centrale verwarming is een soort verwarmingssysteem waarbij men gebruik maakt van een centraal punt waar de warmte wordt opgewekt en vandaaruit wordt getransporteerd naar de verschillende ruimtes die men wil verwarmen. Hierbij maakt men gebruik van een medium dat geschikt is om warmte over te brengen. Dit medium is bijvoorbeeld water invloeibare vorm of water in de vorm van gas, namelijk stoom. Ook kan men gebruik maken van verwarmde lucht. Centrale verwarming wordt vaak afgekort met cv of cv-installatie.

Het water, stoom of gas wordt, nadat het centraal is op gewekt in bijvoorbeeld een cv ketel, getransporteerd doormiddel van leidingen naar een verwarmingselement dat geschikt is om warmte aan de omgeving af te geven. Deze verwarmingselementen worden ook wel warmtewisselaars genoemd, ze geven warmte af aan de omgeving.

Centrale verwarming voor woningen
Cv-installaties worden tegenwoordig nog veelvuldig toegepast in woningen al zijn er wel nieuwe systemen in ontwikkeling waardoor verwarming voor een groot deel buiten de woning wordt geregeld. Een centrale verwarming is op dit moment nog een effectief verwarmingssysteem om een woning comfortabel te verwarmen. Over het algemeen past men daarbij radiatoren toe als warmtewisselaar. Deze radiatoren zijn geplaatst aan de wanden of op de vloer in de vertrekken die verwarmt dienen te worden. De radiatoren zijn doormiddel van cv-leidingen verbonden aan het centrale punt waar het water voor de cv-leidingen wordt opgewarmd. Dit gebeurd in een centraleverwarmingsketel die ook wel een cv-ketel wordt genoemd.

Zodra het cv-leidingwater in de radiator de warmte aan de omgeving heeft afgedragen neemt ook de temperatuur van dit leidingwater af. Het koude water stroomt naar de onderkant van de radiator en wordt van daar uit doormiddel van een ander cv-leiding teruggevoerd naar de cv-ketel.  Bij de meeste cv-installaties staan de radiatoren parallel. Dit houdt in dat elke radiator een heengaande leiding heeft en een teruggaande leiding. Elke radiator kan afzonderlijk worden geregeld doormiddel van een radiatorkraan. In de cv-ketel wordt het water dat uit de teruggaande leiding opnieuw opgewarmd. Dit proces verloopt continue door. De cv-ketel treed in werking op basis van meet en regeltechniek. Deze techniek behoort tot de domotica van een woning. De temperatuur kan de woninggebruiker inregelen doormiddel van een thermostaat.

De daarop aangegeven temperatuur is de gemeten temperatuur daarnaast kan men de gewenste temperatuur invullen. Als de gemeten temperatuur lager is dan de gewenste temperatuur zal de cv-ketel worden ingeschakeld. Deze ketel zal vervolgens water gaan opwarmen. Daarbij wordt gas verbrand. De hitte van de brander waarmee het gas wordt verbrand verwarmd het water van de cv-installatie. Het water blijft in principe in een gesloten systeem waardoor het water telkens weer opnieuw wordt opgewarmd en er geen water uit het systeem raakt.

Wat is een koolstofmonoxidemelder of CO-melder?

Een koolstofmonoxidemelder is een detectiesysteem en alarmsysteem waarmee de aanwezigheid van koolmonoxide in een ruimte kan worden waargenomen en waarmee tevens een alarmsignaal wordt afgegeven als de stof gedetecteerd wordt. Een koolmonoxidemelder wordt ook wel een koolmonoxidemelder genoemd. Dit komt omdat de stof die door dit alarmsysteem wordt waargenomen zowel koolstofmonoxide als koolmonoxide wordt genoemd. Er zijn op de markt verschillende koolmonoxidemelders en koolstofmonoxidemelders beschikbaar. Er is echter veel discussie over de kwaliteit van deze melders. Als je van plan bent om een koolstofmonoxidemelder te kopen is het verstandig om je van te voren goed te informeren.

Wat is koolmonoxide of koolstofmonoxide?
Koolstofmonoxide is een giftig gas! Bij inademing van dit gas komt de stof in het bloed terecht en hecht zich vast aan het zuurstoftransport-eiwit hemoglobine in rode bloedcellen. Tijdens dit proces wordt het zuurstofgas (O2) verdrongen. Koolstofmonoxide heeft namelijk een 240 maal zo groot vermogen om zich vast te hechten aan hemoglobine dan zuurstof. Daardoor wordt zuurstof verdrongen in het bloed en zal men na korte duur overlijden bij inademing van koolmonoxide.

De brutoformule van koolstofmonoxide is CO. Koolstofmonoxide is een polaire anorganische verbinding van koolstof en zuurstof. Koolstofmonoxide ontstaat onder andere bij onvolledige verbranding van koolstof en andere fossiele brandstoffen zoals aardgas. Het is een kleurloze gasvormige stof en kan daardoor niet visueel worden waargenomen door een mens. Bovendien kan men koolmonoxide niet proeven en is deze stof reukloos waardoor de stof ook niet geroken kan worden. Mensen kunnen koolstofmonoxide dus niet waarnemen. Daarom is men afhankelijk van systemen die deze stof wel kunnen detecteren en melden zoals een koolmonoxidemelder.

Kolendamp
Koolmonoxide werd in het verleden ook wel kolendamp genoemd omdat men vroeger gebruik maakte van steenkool als brandstof voor de verwarming van huizen en andere gebouwen. Als men de rook van de verbrande kolen niet goed afvoert door bijvoorbeeld schoorstenen kan de rook en daarmee de koolmonoxide blijven hangen in de ruimte. Daardoor kunnen mensen blootgesteld worden aan koolmonoxide en dat is levensgevaarlijk! Vroeger stierven er mensen aan deze kolendamp doordat schoorstenen verstopt waren of slecht werden onderhouden. Ook bij de verbranding van aardgas in kachels en geisers kan koolmonoxide vrij komen. In slecht geventileerde ruimtes kan dit levensgevaarlijke situaties opleveren.

Koolstofmonoxidevergiftiging
Als men koolstofmonoxide via de luchtwegen binnenkrijgt loopt men ernstig gevaar. Zoals in een aantal alinea’s hiervoor is benoemd hecht koolstofmonoxide zich 240 keer beter aan hemoglobine dan zuurstof. Omdat hemoglobine een eiwit is dat zuurstof transporteert zullen de bloedbanen bij inademing van koolmonoxide steeds minder stuurstof kunnen transporteren. Zelfs bij een lage concentratie van koolstofmonoxide in de lucht kan er veel koolstofmonoxide in de bloedbanen terechtkomen. Er zullen dan zeer spoedig vergiftigingsverschijnselen optreden. Dit is de zogenaamde koolstofmonoxidevergiftiging. De eerste symptomen van koolstofmonoxidevergiftiging zijn hoofdpijn en duizeligheid. Ook zal men vermoeid worden en misselijk. Als men langer aan de stof koolmonoxide wordt blootgesteld zal het bloed te weinig zuurstof naar de hersenen kunnen transporteren. Daardoor krijgt men te maken met zuurstofgebrek in de hersenen. Dit zorgt er voor dat men bewusteloos raakt en uiteindelijk zal sterven. Dit proces kan echter zeer snel verlopen. Als men bijvoorbeeld slaapt in een ruimte waarin koolstofmonoxide aanwezig is kan men in zeer korte tijd komen te overlijden. Er zijn door de jaren heen veel van deze tragische ongevallen geweest in Nederland en andere landen. Vaak had dit te maken met te weinig ventilatie in een ruimte waarin een installatie stond die een fossiele brandstof verbrandde. Deze verbrandingsinstallatie kan bijvoorbeeld een cv-ketel, een kolenkachel of een geiser zijn. Daarom worden geisers en ketels regelmatig gecontroleerd.

Koolstofmonoxidevergiftiging voorkomen
Koolstofmonoxidevergiftiging kan men in de meeste gevallen voorkomen. Het voorkomen van koolstofmonoxidevergiftiging begint bij het veilig en vakkundig plaatsen van ketels en andere systemen waarbij verbranding optreed.

Ook moet men goed weten dat men geen vuur of verbranding laat plaatsvinden in een afgesloten ruimte. Brand veroorzaakt namelijk ook koolstofmonoxide. Daarom moet men als men een open haard gebruikt er voor zorgen dat de rook en andere zichtbare en onzichtbare (zoals koolstofmonoxide) gassen worden verwijderd. Dit kan door gebruik te maken van een goed ventilatiesysteem in combinatie met een schoorsteen. Een schoorsteen is een afvoerkanaal en moet voldoende ‘trek’ hebben. Dit houdt in dat het afvoerkanaal de rook en gassen moet wegtrekken naar buiten.

Immers bij verbranding van fossiele brandstoffen kan koolstofmonoxide vrij komen. Een ketel en andere aardgasinstallaties moeten door een ervaren installateur worden opgehangen. Deze monteurs werken bij gecertificeerde installatiebedrijven. Naast het plaatsen van deze installaties is het belangrijk dat de ketels regelmatig worden onderhouden en gecontroleerd. Het wordt aanbevolen om verbrandingstoestellen ieder jaar te laten controleren.

Ook door een goed onderhouden maar verkeerd gemonteerde cv ketel kan koolmonoxide in de ruimte worden uitgestoten. Daarom is het verstandig om bij elke cv ketel in ieder geval één koolmonoxidemelder te plaatsen. Dit moet ook bij andere mogelijke bronnen van koolmonoxide. Het is belangrijk dat men in dit proces wel de juiste volgorde hanteert. Men moet dus eerst zorgen voor een veilige installatie van verbrandingstoestellen en als extra veiligheidsmiddel koolstofmonoxidemelders plaatsen. Als men start men een onverantwoorde installatie van verbrandingstoestellen neemt men onaanvaardbare risico’s. Zelfs wanneer men koolstofmonoxidemelders zou plaatsen compenseert men daarmee niet de onveilige situatie die ontstaat door het aanbrengen van een onveilige verbrandingsinstallatie zoals een onjuist aangesloten cv-ketel of een slecht onderhouden cv-ketel.

Hoe werkt een koolstofmonoxidemelder?
Een koolstofmonoxidemelder is niet hetzelfde als een rookmelder. Een koolstofmonoxidemelder of co-melder meet de hoeveelheid koolstofmonoxide in de lucht en meet daarnaast de blootstellingsduur. Daarvoor is de co-melder uitgerust met een sensor die een speciale gel bevat. Deze gel bevat onder andere zwavelzuur als elektrolyt. Wanneer de sensor wordt blootgesteld aan hogere concentraties koolmonoxide dan ontstaat een chemische reactie. Een co-melder geeft een alarmsignaal (geluidssignaal) af wanneer het koolmonixideniveau bijna op een gevaarlijk niveau terecht komt. Veel co-melders geven eerst een zogenaamd vooralarm. Dit vooralarm zorgt er voor dat mensen de tijd hebben om zo snel mogelijk het huis te verlaten en baby’s, kinderen en mensen die slecht kunnen lopen te redden. Als de concentratie koolmonoxide blijft stijgen in de ruimte zal op een gegeven moment het hoofdalarm afgaan.

Waar koop je een koolstofmonoxidemelder?
Het aanschaffen van een koolstofmonoxidemelder dient weloverwogen te gebeuren. Er zijn veel ontwikkelingen op het gebied van alarmsystemen en detectiemiddelen. Op de website van www.technischwerken.nl kunnen we daarom niet ingaan op de vraag: “wat is de beste koolstofmonoxidemelder?”. Het antwoord op deze vraag is namelijk lastig te geven. Daarom is het belangrijk dat men een koolstofmonoxidemelder koopt bij een erkend bedrijf. Men dient een nieuwe melder te kopen en dient zich te houden aan de installatievoorschriften die zijn aangegeven op de verpakking van de melder. Er zijn verschillende merken en vormen die op internet worden besproken. Experts geven hun reactie op de kwaliteit van diverse koolstofmonoxidemelders. Deze reacties maken duidelijk wat de kwaliteit van de melders is. Het wordt aanbevolen om deze zogenaamde reviews of testresultaten te lezen. Uiteindelijk moet niet de prijs maar juist de kwaliteit de doorslaggevende factor zijn bij de keuze voor een koolstofmonoxidemelder.

Waar plaats je een koolstofmonoxidemelder?
De aanschaf van een kwalitatief goede koolstofmonoxidemelder is belangrijk maar men moet deze melder ook goed installeren. Daarvoor zijn een aantal tips. Hieronder staan een aantal tips over het plaatsen van een koolstofmonoxidemelder:

  • Plaats een koolstofmonoxidemelder in de buurt van elk verbrandingsapparaat zoals een cv-ketel of geiser.
  • De melder moet niet te dicht worden geplaatst in de buurt van kookapparatuur of een gootsteen.
  • Verder moet een koolstofmonoxidemelder in een stofvrije ruimte worden geplaatst.
  • Zorg er voor dat de ruimte rondom de koolstofmonoxidemelder vrij is. Er moet dus geen kast gordijn of ander object tegen of dicht bij de melder worden geplaatst.
  • Een koolstofmonoxidemelder is effectief bij een temperatuur die niet lager is dan -4,4 graden Celsius en hoger is dan 37,8 graden Celsius. De temperatuur in een ruimte moet daarom hier tussen liggen.
  • Plaats deze koolstofmonoxidemelder op ongeveer 1,5 meter hoogte.
  • Zorg er voor dat kinderen en huisdieren zoals honden en katten er niet aan kunnen komen.

Wat is een hoogrendementsketel of HR-ketel?

Een hoogrendementsketel of HR-ketel is een ketel die gebruikt wordt voor de verwarming van een gebouw zoals een woning of een utiliteitscomplex. De afkorting HR staat voor hoog rendement. Dit houdt in dat deze ketels een hoger rendement hebben dan andere ketels die worden gebruikt voor de verwarming. Het hogere rendement wordt door condensatie van de waterdamp uit de rookgassen gerealiseerd. De eerste hoogrendementsketels werden in Nederland ingevoerd door het bedrijf Nefit, dit gebeurde in het jaar 1981.

Drie categorieën HR-ketels
Het Gaskeur, dit is een keurmerk van KIWA, heeft een specifiek HR-label. Op dit HR-label worden HR-ketels in drie categorieën verdeeld, dit zijn de volgende:

  • HR 100, met een rendement van ten minste 100%
  • HR 104, met een rendement van ten minste 104%
  • HR 107, met een rendement van ten minste 107%.

Het Gaskeur HR is berekend op de onderste verbrandingswaarde van aardgas. Daar is de condensatiewaarde niet in meegenomen. Om die reden kan bij condenserende ketels de waarde boven 100% uitkomen. In de volgende alinea is uitgelegd hoe men aan deze percentages komt.

Hoe wordt het rendement van een ketel berekend?
Een rendement van een ketel kan in theorie niet boven de 100% uitkomen. Toch worden deze percentages wel door het Gaskeur HR gehanteerd. Dit is slechts een definitie. Volgens de Europese richtlijnen hoeven de verliezen die ontstaan door de afvoer van de verbrandingsgassen niet worden meegerekend in het rendement van de ketel. Als men het rendement van de ketel berekend gaat men uit van de onderste verbrandingswaarde. Dankzij condensatie van waterdamp in de rookgassen kan men een maximale warmtewinst boeken. Deze winst is in theorie bij aardgas maximaal 11% omdat in aardgas 11% condensatiewarmte zit en ongeveer 100% verbrandingsenergie.

Hoe werkt een hoogrendementsketel?
Het hogere rendement van deze ketels wordt verkregen door het koude retourwater van de ketel in een warmtewisselaar voor te verwarmen met de rookgassen van de ketel. Een deel van de waterdamp condenseert hierbij in de rookgascondensor en draagt daardoor veel warmte over, ongeveer 2258 kJ/kg. HR-ketels zijn voorzien van een zogenoemd condensaatafvoer die ook wel condensafvoer wordt genoemd. Daardoor wordt de gecondenseerde waterdamp afgevoerd. De hoeveelheid condens die afgevoerd wordt is afhankelijk van de brandstof die men gebruikt om de ketel te stoken. Als men 1 m³ (0,7 kg) aardgas verstookt in een HR-ketel dan heeft men ongeveer 1,5 liter condensaat. Per liter stookolie is het condensaat 1 liter.