Het productiesysteem kiezen

Voor het overzicht van de voorzieningen, de argumenten voor duurzame keuzes (milieu, economisch, sociaal-cultureel), ... m.b.t. de productie en de opslag voor verwarming en sanitair warm water

> Dossier | De optimale productie- en opslagwijze voor verwarming en sanitair warm water kiezen

Typologie van het gebouw

De onderstaande tabel leidt de lezer naar de te overwegen technologieën, afhankelijk van de configuratie van het gebouw: gebouw met minder of meer dan 10 woningen, tertiair, alleen renovatie van de stookinstallatie of renovatie van de stookinstallatie en de mantel.

Besluitvormingstabel

Toegankelijkheid van de energiebron in de stedelijke omgeving?

Men moet voor elke situatie bepalen over welke hernieuwbare energiebronnen men beschikt.

Verwarming

Warmtekrachtkoppeling

Nagaan of een aansluiting op het gasnet of de opslag van stookolie (een minder courante techniek) mogelijk is. Als men warmtekrachtkoppeling met biomassa wil installeren, moet men plantaardige olie kunnen opslaan. Men kan ook andere brandstoffen gebruiken (zie het dossier Installaties voor de opwekking van hernieuwbare elektriciteit integreren voor meer informatie over dit onderwerp).

Er is een toevoer van brandstof nodig en ook een koppeling met het elektriciteitsnet (welke bij een condenserende verwarmingsketel gebruikt wordt om de ventilatoren, ontstekingsmechanisme,… te voeden). Bij een micro-WKK wordt deze aansluiting wel iets complexer omdat deze ook gebruikt wordt om elektriciteit terug te leveren. De micro-WKK's voor woningen, appartementen of kantoren zijn net als de windturbines of de PV-panelen netgekoppelde decentrale opwekkers.

Pelletketel met condensatie

De productie van biomassa kan lokaal gebeuren, in een tiental fabrieken in België, waarvan het merendeel zich in Wallonië bevindt (in tegenstelling met fossiele brandstoffen, die grotendeels uit Rusland en het Midden-Oosten komen). Dit kan vervoer over lange afstanden, energieverspilling en hogere kosten voorkomen. Het gebruik van lokaal geproduceerde biomassa maakt onze energiebevoorrading minder afhankelijk van het buitenland en verbetert onze bevoorradingszekerheid. De productie, de verzameling, de verwerking, het transport en de verkoop van biomassa ondersteunen en scheppen een groot aantal activiteiten en veel directe en indirecte werkgelegenheid in ons land, voornamelijk in landelijke zones. Toch moet men altijd de herkomst van de biomassa nagaan (lokalisatie, houtafval of niet,...). De herkomst is een zeer belangrijke parameter.

Voor het gebruik van pellets moet men echter in een voldoende opslagvolume voorzien, dat toegankelijk moet zijn voor een vrachtwagen met blaassysteem en dat aangepast is aan de behoeften (30 m³ voor een ketel van 60 kW of 7 tot 8 m³ voor een eengezinswoning).

Warmtepomp 

Voor een geothermische warmtepomp moet men nagaan of men over een vrij terrein beschikt voor de installatie van de lussen van ondergrondse collectoren (voor een goed geïsoleerde woning, ongeveer 1,5 tot 2 maal de te verwarmen oppervlakte, meer als het gebouw slecht geïsoleerd is, minder als het zeer goed geïsoleerd is) en of men putten voor de sondes kan boren.

Voor warmtepompen met grondwater of oppervlaktewater als koudebron, moet het water zich uiteraard nabij het te verwarmen gebouw bevinden. Het oppervlaktewater moet een voldoende debiet hebben en dat kunnen behouden.

Aerothermische warmtepompen die buitenlucht gebruiken, zijn uiteraard bruikbaar in de stedelijke omgeving. In sommige gevallen wordt de warmtepomp volledig buiten het gebouw geïnstalleerd; Ze is dan alleen aanvaardbaar als ze geen burenhinder veroorzaakt (lawaai) en er rondom voldoende vrije ruimte is om een goede werking van de verdamper mogelijk te maken.

Gasketel met condensatie - Luchtverhitter met condensatie

Nagaan of een aansluiting op het gasnet mogelijk is. Merk op dat 80% van de woningen aangesloten is op het gasnet (bron: technisch rapport – Voorbeeldhuizen – september 2010). Anderzijds mag men niet vergeten dat België geen gas produceert.

Elektrische verwarmingsbatterij

Nagaan of een aansluiting op het elektriciteitsnet mogelijk is.

Sanitair warm water

Zonneboiler

Geschikte oriëntatie en oppervlakte van het dak, rekening houdend met de belangrijke aanwezigheid van schaduw als gevolg van belendende hoge gebouwen, ..., in beslag genomen ruimte in de stookplaats,...

Gasaccumulator - Doorstroomboiler op gas

Nagaan of een aansluiting op het gasnet mogelijk is

Elektrische accumulator

Nagaan of een aansluiting op het elektriciteitsnet mogelijk is.

Gecombineerd: niet van toepassing op dit aspect

Welk productiesysteem voor welke aanwending?

Rendement van de verschillende productiesystemen

De volgende tabel geeft de cijfers van het seizoensrendement die VITO (Vlaams Technologisch Onderzoek) heeft opgetekend in het kader van de diagnose van een huishoudelijke installatie (programma SAVE BELAS). De cijfers tonen de impact van het gebruik van een reservoir voor sanitair warm water. Men stelt het volgende vast:

Rendement van de productie en de opslag van SWW volgens de dikte van de isolatie van het reservoir.

(Berekend op basis van de volgende hypothesen: jaarlijkse afname SWW: 43 l/pers./dag op 40° voor een gezin van 4 personen, eventueel opslagvolume van 150 l en gemiddeld rendement van de elektriciteitsproductie in België: 0,38)

• De keuze van een ogenblikkelijke productie, wel of niet gecombineerd met een gasketel voor de verwarming, geeft het beste rendement (90%), dankzij het ontbreken van opslagverliezen.
• Gasaccumulatoren presteren minder goed dan doorstroomsystemen, omdat tijdens de opslag warmte verloren gaat (69 tot 83%).
• De keuze van een met de ketel gecombineerd opslagreservoir geeft een rendement van 41 tot 83%. Men krijgt het beste rendement met de combinatie van een nieuwe ketel met een opslagreservoir in hetzelfde, goed geïsoleerde omhulsel (10 cm isolatie) en met glijdende temperatuurregeling (de temperatuur van het water voor de verwarming wordt geregeld volgens de buitentemperatuur).

Gebruikscomfort 

Verwarming

Warmtekrachtkoppeling

Een WKK uitvoering met verbrandingsmotor gaat gepaard met een geluidstoename van de omgeving. Voor een WKK in een gebouw moet er naast de maatregelen voor lawaai reductie ook aandacht besteedt worden aan het vermijden van de transmissie van trillingen door de gebouwstructuur. Hiervoor beschikt de WKK-installatie over speciale voeten die de trillingen dempen. Dit is normaal voldoende als deze op een draagkrachtige vloer geplaatst worden. Is dit niet mogelijk dan kan men een elastische fundering plaatsen waarop de WKK dan geplaatst wordt. Een bio-WKK maakt geen extra lawaai in vergelijking met een klassieke WKK.

Een WKK is een onderhoudsintensieve installatie. Hieronder is een vergelijking gemaakt tussen het onderhoud van een WKK installatie en een conventionele verwarmingsketel.

Tableau 2 : Vergelijking tussen het onderhoud van een WKK-toestel en een conventionele verwarmingsketel

Voor de bio-WKK is het verschil nog groter. Een bio-WKK heeft t.o.v. een klassieke WKK namelijk, naast de voordelen inzake hernieuwbaarheid van de brandstof, als groot nadeel dat zijn brandstoffen (biogas of bio-olie) andere specificaties hebben dan aardgas of diesel (meer informatie over bio-WKK in dossier Verwarming en sanitair warm water: efficiënte installaties garanderen (distributie en afgifte))

Om de WKK te kunnen opvolgen is een complete monitoring nodig van alle inputwaarden (brandstof) en outputwaarden (warmte en elektriciteit). Zaken die men hieruit kan afleiden zijn:

• Hoeveel draaiuren de WKK heeft gehad
• Hoeveel start-stops de WKK heeft gehad
• Hoevaak hij in vollast en deellast heeft gedraaid (indien van toepassing)

Op basis hiervan kan men de WKK-installatie optimaliseren: minder start-stops en meer draaiuren. In werkelijkheid komt dit neer op het optimaliseren van de regeling. Een aanpassing van het buffervat (b.v. vergroting) is eerder een theoretische maatregel. Dit dient vooraf goed gedimensioneerd te zijn.

Pelletketel met condensatie

Het gebruiksgemak van ketels op hout of houtpellets verschilt al naargelang het brandstoftoevoersysteem (automatisch of manueel). Als ze voorzien zijn van een automatische toevoer, bieden ze evenveel gebruikscomfort als een gasketel. Kachels met pellets moeten regelmatig worden bijgevuld, wat met de hand moet gebeuren en lastig blijkt te zijn.

Warmtepomp

Een warmtepomp is een verwarming die op elektriciteit werkt. Dit heeft a priori de voordelen dat geen aansluiting op een distributienet voor brandstof nodig is, dat er geen geur wordt afgegeven en er geen explosierisico bestaat.

Gasketel met condensatie - Luchtverhitter met condensatie:

De levering is onafhankelijk van de acties van de gebruikers.

Sanitair warm water

Zonneboiler

In België moet een zonneboiler worden aangevuld met een hulpsysteem, om op elk ogenblik over voldoende hoeveelheden warm water te beschikken. Als het aantal uren zon afneemt, zal de zonneboiler het water immers wel voorverwarmen maar wordt de verwachte temperatuur van 50°C niet bereikt. Dit is vaak het geval in de winter of bij een grote afname van sanitair warm water. De zonneboiler wordt daarom aangevuld met een hulpsysteem dat de nodige bijkomende warmte levert.

Gasaccumulator

Reageert snel op een grote behoefte aan sanitair warm water op verschillende aftappunten, zonder variatie van de watertemperatuur of het debiet. De voorraad warm water wordt snel hersteld (in 20 tot 90 minuten, afhankelijk van het model).

Doorstroomboiler op gas

Bij een grote afname (bijvoorbeeld tijdens het douchen) kunnen de watertemperatuur en het debiet onstabiel zijn. Het duurt ongeveer 10 tot 15 seconden voor de watertemperatuur stabiel is. Als tegelijkertijd een ander aftappunt wordt gebruikt, krijgt men een straal koud water; omgekeerd wordt het water weer heter als het andere aftappunt niet langer wordt gebruikt. Deze problemen kunnen echter worden gecontroleerd als de doorstroomboiler op een beperkt aantal aftappunten aangesloten is, als de aftappunten worden uitgerust met thermostatische mengkranen of slechts door een of twee personen worden gebruikt.

Elektrische accumulator

• Gedecentraliseerd: maakt de aansluiting op een gecentraliseerde installatie overbodig.
• Gecentraliseerd: reageert snel op een grote vraag naar sanitair warm water, zonder variatie van de watertemperatuur of het debiet.

Gecombineerd:

Neemt minder plaats in dan twee afzonderlijke productiesystemen.

In beslag genomen ruimte

Verwarming

Warmtekrachtkoppeling

WKK's worden meestal binnen geplaatst. Ze kunnen analoog aan een gewone condenserende ketel bijna overal geplaatst worden. Onderstaand enkele eisen voor de opstelruimte.

De plaatsing van een beperkte micro/mini-WKK (of kortweg micro-WKK) in particulire woningen, groepswoningbouw,… is in principe niet veel verschillende van de installatie van een gewone verwarmingsketel (wand- of vloermodel). Er is ongeveer dezelfde ruimte nodig.

Micro-WKK op gas met een stirling-motor

(Bron: Viessmann)

Voor grotere micro/mini-WKK's of een kleinschalige WKK zijn onderstaande eisen van toepassing:

• Voldoende groot
• Inbrengmogelijkheden van de WKK-module
• Vloerafloop met olie-afscheiding
• Korte afstanden naar stroominjectieplaats en stookplaats
• Rookgas- en ventilatieluchtdemper niet in een geluidskritische omgeving voorzien

Hotel Crowne Plaza Brussel

(Bron: Cogen)

Men moet ook rekening houden dat er buffervaten kunnen/moeten geplaatst worden. Integratie van een of meerdere buffervat(ten) zal de bedrijfsduur verhogen, het aantal start/stops verminderen.

Een WKK wordt zelden op een dak geplaatst, maar dit kan in stedelijk gebied, zoals Brussel, vaker voorkomen. Wanneer dit toch in overweging wordt genomen zal de ganse WKK-installatie in een container geplaatst worden. Deze uitvoering lijkt op deze van de stookplaatsen op het dak voor ketels en/of zonneboiler.

Pelletketel met condensatie

De keuze van een verwarmingstoestel met hout hangt ook af van de beschikbare ruimte voor de opslag van het hout. Pellets zijn gevoelig voor water. Men moet ze op een droge plaats bewaren, wat de opslagmogelijkheden kan beperken.

Pellets zijn compacter dan houtblokken. Voor een gelijke energie-inhoud nemen ze minder plaats in beslag en hebben ze dus een kleinere opslagruimte nodig.

Men moet echter op de luchtdichtheid van de kachel letten; wanneer de kachel niet brandt, wordt ze vaak verzekerd door het sluiten van een klep ter hoogte van het rookkanaal.

Men moet uiteraard ook een afvoer voor de rook voorzien.

Opslag van pellets

(Bron: Leefmilieu Brussel)

Warmtepomp

Als elektrisch verwarmingssysteem vereist een warmtepomp geen schoorsteen en ook geen luchttoevoer. In bestaande woningen vallen effectieve warmtepompen nog moeilijk toe te passen, tenzij men ingrijpende verbouwingen uitvoert.

Gasketel met condensatie

Wandketels nemen minder ruimte in. Er moet een afvoer zijn voor het condensaat en de verbrandingsproducten.

Luchtverhitter met condensatie

Het volume van de kamer moet voldoende groot en hoog zijn; er is een afvoer nodig voor de verbrandingsgassen en het condensaat.

Elektrische verwarmingsbatterij

Wordt op de ventilatiekanalen gemonteerd.

Sanitair warm water

Zonneboiler

Een zonneboiler is niet voorbehouden voor nieuwbouw. Men kan hem ook in bestaande gebouwen toepassen. De zonnecollectoren worden meestal opgenomen in het dak, zoals men dat met dakvensters doet; men kan ze ook met een gepast bevestigingssysteem op een dak of gevel aanbrengen. Zoals uit de volgende voorbeelden van inplantingen blijkt, zal de configuratie van de site aanleiding geven tot variabele installatiekosten.

Configuratie 1

• Minimale afstand paneel/boiler

• Thermo-modulerende bijverwarming met gas, met laag verbruik.

Configuratie 1 van de panelen, de boiler en de bijverwarming

(Bron: Leefmilieu Brussel)

Configuratie 2

• Minimale afstand paneel/boiler

• Het gebruik van een bestaande boiler als bijverwarming doet de thermische verliesoppervlakte sterk toenemen

Configuratie 2 van de panelen, de boiler en de bijverwarming

(Bron: Leefmilieu Brussel)

Configuratie 3

• Grote afstand paneel/boiler : meerprijs

• Gebruik van een in de zonneboiler ingebouwde warmtewisselaar die door de ketel wordt gevoed

Configuratie 3 van de panelen, de boiler en de bijverwarming

(Bron: Leefmilieu Brussel)

Configuratie 4

• Grote afstand paneel/boiler : meerprijs

• Het gebruik van het reservoir van de bestaande ketel als bijverwarming doet de thermische verliesoppervlakte sterk toenemen, tenzij het een gemengde ketel is die geen water opslaat.

• Panelen als afdak: stedenbouwkundige vergunning vereist

Configuratie 4 van de panelen, de boiler en de bijverwarming

(Bron: Leefmilieu Brussel)

Gasaccumulator

Neemt veel plaats in en vereist een afvoer van de verbrandingsgassen naar buiten.

Doorstroomboiler op gas

Zeer compact toestel dat weinig plaats inneemt in vergelijking met een accumulator; niet-luchtdichte toestellen hebben een voldoende ventilatie nodig in het lokaal waar ze worden geïnstalleerd; de verbrandingsgassen moeten (via een schoorsteen of een luchtgat) naar buiten worden afgevoerd.

Elektrische accumulator

Neemt veel plaats in, behalve de modellen van 5 of 10 liter, die men bijvoorbeeld onder een keukengootsteen kan plaatsen.