Automatisch hydraulisch uitbalanceren
Voordelen in één oogopslag
- Hydraulisch balanceren in een handomdraai
- Dynamisch geregeld in plaats van vast
- Gemiddelde besparing van 20% op verwarmingskosten
- Permanente oplossing zonder verstoppingen
- Lager stroomverbruik van de circulatiepompen
- Kan worden gebruikt als individuele ruimteregeling voor paneelverwarming
- Meer comfort en Hogere efficiëntie
- Veel meer mogelijke toepassingen dan alleen voor verwarmingscircuits
Hydraulisch balanceren
Het doel van hydronische balancering in een distributienetwerk is om elke verbruiker van de "juiste" hoeveelheid water te voorzien. Dit mag niet te klein zijn, omdat de verbruiker anders niet voldoende wordt gevoed; maar het mag ook niet te groot zijn, omdat een te grote toevoer de verbruiker niet ten goede komt, maar het systeem alleen maar verzwakt en de andere verbruikers dan te weinig krijgen. Maar omdat water altijd de weg van de minste weerstand neemt, gaat dit niet vanzelf. Het gewenste resultaat komt er niet vanzelf, d.w.z. zonder actief ingrijpen in de verschillende substraten van het distributienetwerk. De vraag is dus: wat is de beste manier om het doel van een optimale levering aan alle consumenten te bereiken?
Maar met welke inspanning en met welk succes?
Eén optie is om deze ingrepen handmatig uit te voeren: Je berekent "gewoon" de vereiste waterhoeveelheden, stelt de kleppen van de individuele secties overeenkomstig in en dat is het. Dat zou mooi zijn, want deze methode heeft een aantal nadelen: ten eerste is het berekenen en vervolgens aanpassen van de individuele waterhoeveelheden veel werk en ten tweede is het resultaat moeilijk te controleren en bovendien niet in staat om te reageren op veranderende eisen: "blind in de mist vliegen", bij wijze van spreken.
Beter goed geregeld dan vast
Er is geen terugkoppeling van het vulniveau naar de inlaat
Stel dat je het vullen van een toiletreservoir wilt "synchroniseren". Dan zou je je bijvoorbeeld afvragen hoeveel spoelingen er per dag worden verwacht en de toevoer daarop afstemmen. En iedereen kan zich voorstellen wat er gebeurt als gebruikers een darmziekte hebben of op vakantie gaan.
Het vulniveau regelt de inlaat
Dit voorbeeld is natuurlijk opzettelijk overdreven en iedereen weet hoe een toiletreservoir gevuld wordt, namelijk via een vlotterafsluiter. Toch illustreert dit voorbeeld heel treffend het verschil tussen een vaste instelling en een niveauregeling, want in tegenstelling tot een vaste instelling is er in een regelsysteem altijd sprake van terugkoppeling van informatie, waardoor de instelwaarde dienovereenkomstig wordt aangepast: Hoe hoger het waterniveau in de stortbak, hoe lager de instroom of, wanneer het gewenste niveau is bereikt, wordt de instroom uitgeschakeld zodat darmziekten of vakantiereizen geen probleem kunnen worden.
En hoe zit het met "hydraulisch balanceren"? Hier wordt eigenlijk de "bereken en stel in" methode gebruikt, hoewel de berekening vaak gebaseerd is op zoveel aannames dat het resultaat ergens tussen toeval en wishful thinking gelokaliseerd moet worden vanwege grote onnauwkeurigheden - in ieder geval in bestaande gebouwen. Als er vervolgens te weinig wordt geleverd aan individuele consumenten, wordt het systeem "bijgesteld" (opgedraaid) tot het past. En het past alleen als geen enkele consument klaagt. Hoe optimaal dit eindresultaat is, is voor iedereen een raadsel.
Dus hoe zou "automatisch hydraulisch balanceren" kunnen werken?
=> Retourtemperatuur te hoog
Een verwarmingsoppervlak van welk type dan ook is een warmtewisselaar waar het verwarmingswater aan de ene kant doorheen stroomt en die aan de andere kant in contact staat met het te verwarmen medium. En wat gebeurt er met zo'n warmtewisselaar als het primaire (warmtegeleidende) verwarmingswaterdebiet te hoog is? Heel eenvoudig: de hoeveelheid warmte die gepaard gaat met het te hoge debiet kan niet volledig worden afgevoerd, waardoor de retourtemperatuur, d.w.z. de uittredetemperatuur van het verwarmingswater uit de warmtewisselaar, stijgt. Met andere woorden: een te hoge retourtemperatuur duidt op een te hoog debiet.
=> Retourtemperatuur laag
En dit is precies waar "automatisch hydraulisch balanceren" om de hoek komt kijken, waarbij gebruik wordt gemaakt van het principe van thermische regelkleppen: als de retourtemperatuur te hoog is, sluit de klep en wordt het watervolume verlaagd; als de retourtemperatuur te laag is, opent de klep en wordt het watervolume verhoogd. Dit is dus een zogenaamde retourtemperatuurbegrenzer of kortweg RTB.
Het doel is de retourtemperatuur in plaats van het watervolume
Omdat de waterhoeveelheid nu het resultaat is van het regelwerk van de RTB, hoeft deze niet meer te worden berekend. In plaats daarvan moet de maximale retourtemperatuur worden ingesteld tot waar de waterhoeveelheid moet worden beperkt. Voorwaarde hiervoor is natuurlijk een correct ontworpen verwarmingsoppervlak, waar we altijd van uit moeten gaan als we een hydraulische balancering willen uitvoeren. We kennen echter ook voorbeelden die bewijzen dat de "thermische" procedure ook kan worden gebruikt om de verandering in gebruik van vloerverwarming te compenseren - bijvoorbeeld van een slaapkamer naar een kantoor. (Technisch artikel over hydraulisch balanceren)
Waarom een minimale circulatie?
In tegenstelling tot het bovenstaande voorbeeld van het toiletreservoir, waar de doelvariabele "waterniveau" direct wordt gemeten via de vlotter en wordt gebruikt om de toevoerklep te regelen, is de meting van de retourtemperatuur een indirect gemeten variabele, omdat de verandering in de retourtemperatuur pas optreedt met een tijdvertraging na de verandering in het debiet of het opgenomen vermogen en ook varieert afhankelijk van het type en de grootte van het verwarmingsoppervlak. Met andere woorden, het vertraagde effect kan ervoor zorgen dat de thermostatische klep te sterk reageert.
Als bijvoorbeeld een luchtverhitterventilator wordt uitgeschakeld door de elektrische kamerthermostaat, stijgt de retourtemperatuur van de verwarmingsbatterij zeer snel en sterk en sluit de thermostaatklep volledig. Wanneer de klep gesloten is, wordt echter ook de informatiestroom afgesneden over de vraag of de luchtverhitterventilator weer zal opstarten. Een geschikte kleine minimale circulatie daarentegen houdt deze informatiestroom in stand. Bovendien blijft de verwarmingsbatterij warm, zelfs als de ventilator is uitgeschakeld, zodat de minimale circulatie niet alleen de regelkwaliteit verbetert, maar ook altijd vorstbeveiliging en een warme start garandeert.
Een ander voorbeeld: als de omgevingstemperatuur van de RTB - bijvoorbeeld in een verdeelkast van het vloerverwarmingscircuit - boven de instelwaarde zou liggen en zo'n klep volledig zou sluiten en de doorstroming volledig zou uitschakelen, zouden het kleplichaam en de thermostaat vroeg of laat de omgevingstemperatuur bereiken en zou de klep dus helemaal niet meer openen: een klassiek doodlopende weg. Deze bedrijfstoestand wordt echter betrouwbaar vermeden door een geschikte kleine minimale circulatie.
Gemiddelde besparing van meer dan 20%
hier met zijn klant Martin Gruber
Niet alle verwarmingsmonteurs beseffen dat in de overgrote meerderheid van verwarmingssystemen het grootste deel van de verspilling niet kan worden voorkomen door de warmteopwekker te vervangen, maar alleen door het hydraulische systeem volledig te renoveren.
Maar laten we een expert aan het woord laten:
"Ik beweer dat het uitrusten van tweegezinswoningen met Baunachstations en buffervaten leidt tot energiebesparingen van 30 tot meer procent. Natuurlijk moet alles stroomopwaarts en stroomafwaarts van het Baunach-station kloppen, tot en met de integratie van de leidingen in de buffervat, die heel vaak onjuist of inefficiënt is. Het is de belangrijkste schakel in een verwarmingssysteem. Ketelfabrikanten beloven u rendementen van 92 en 93 procent. Daar heb ik weinig aan als het systeem niet geoptimaliseerd is. Ik weet zeker dat veel, zelfs de meeste verwarmingssystemen een maximaal systeemrendement van 75% halen, en niet meer. Dit komt deels doordat er hoge temperaturen worden gemengd in de opslagtank en de energiegenerator constant moet reageren en schakelen. Hij is constant aan het heropwarmen.
Lorenz Mayer, Verwarming-Sanitair-Solar, Kinderboerderij
Permanente oplossing zonder verstoppingen
Wie heeft het niet meegemaakt: je hebt net het radiatorverwarmingscircuit met instelbare thermostaatkranen gekalibreerd volgens alle regels van de kunst, en dan gaat de telefoon: "De radiator in de woonkamer wordt niet echt warm!". En wat doe je dan? Je rijdt naar de klant en "stelt bij". Omdat je dit werk niet in rekening kunt en wilt brengen, moet het zo mogelijk de eerste keer "passen". Dit wordt vaak veroorzaakt door kleine onzuiverheden in het verwarmingswater die zich verzamelen voor de al even kleine openingen van de vooraf ingestelde kleppen, waardoor de doorstroming wordt belemmerd. Kan dit zelfs gebeuren met dynamisch geregelde thermostatische afsluiters? Nauwelijks, want deze kleppen zijn niet vast, maar regelen dynamisch: een te laag debiet resulteert in een te lage retourtemperatuur en dus een opengaande klep die de onzuiverheid doorlaat.
Lager stroomverbruik van de circulatiepompen
Natuurlijk zijn er ook dynamisch regelbare inregelafsluiters, zoals drukverschil- of debietregelafsluiters. Deze hebben gemeen dat ze hun regelwerk, d.w.z. de mechanische energie voor het openen en sluiten van de klep, moeten onttrekken aan de stroming van het verwarmingswater. Dit betekent dat deze kleppen alleen werken vanaf een minimaal drukverlies van meestal ongeveer 200 mbar. Nu moet je je dit als volgt voorstellen: elke kubieke meter water, waarvan bekend is dat hij een ton weegt en die op deze manier wordt gebalanceerd, moet twee meter extra worden opgepompt, werk dat tegen hoge kosten als elektriciteit moet worden ingekocht via de circulatiepomp. Bij de thermostaatkraan daarentegen komt deze energie van de warmte van het verwarmingswater en de warmteopwekker kan niet eens lachen om deze belasting, omdat hij deze simpelweg helemaal niet opmerkt.
Videobeschrijving van de retourtemperatuurbegrenzer (RTB):
De RTB-afsluiter is een thermostatische retourtemperatuurbegrenzer met instelbare maximumtemperatuur en vast minimumdebiet in de orde van 0,5% van het nominale debiet.
De RTB maakt het berekenen en handmatig regelen van volumestromen overbodig, aangezien de volumestroom van elk verwarmingsoppervlak automatisch wordt aangepast aan het werkelijke vermogen en het verwarmingscircuit automatisch hydraulisch wordt gebalanceerd. Het instelpunt voor de maximale retourtemperatuur wordt eenvoudig ingesteld op de thermostaatkop. Als de retourtemperatuur boven dit instelpunt komt, vermindert de klep het debiet door zonder hulpenergie te sluiten. Het verwarmde verwarmingswater blijft langer in het verwarmingsoppervlak en kan daardoor effectiever warmte afgeven. Door het vaste minimumdebiet reageert de klep zo snel mogelijk op veranderingen in de belasting.
Toepassingsgebieden van de RTB
a) Radiatorverwarmingscircuits (tweepijps systemen):
niet gelijkmatig op de radiatoren
Door de installatie van RTB's worden radiatorverwarmingsoppervlakken automatisch hydraulisch genivelleerd. Het mechanisme is altijd hetzelfde: als het debiet door het verwarmingsoppervlak te hoog is, is de retourtemperatuur te hoog en omgekeerd. De RTB wordt hier ingesteld op de laagst mogelijke temperatuur, waarbij rekening moet worden gehouden met het zogenaamde "ontwerp" van de verwarmingscircuits. Het is niet nodig om de waterhoeveelheden voor dit proces te berekenen, wat een groot voordeel is, vooral in bestaande gebouwen.
Het ontwerp van een verwarmingscircuit wordt gedefinieerd als de maximale aanvoer- en retourtemperatuur op de koudste verwachte dag waarvoor het verwarmingssysteem van het gebouw is ontworpen. In oudere gebouwen zijn ontwerpen van 70/50°C of 60/40°C bijvoorbeeld gebruikelijk, terwijl in nieuwere gebouwen ontwerpen van 50/35°C of zelfs 40/30°C worden gebruikt. Om ervoor te zorgen dat de radiatoren ondanks de lagere retourtemperatuur voldoende warmte kunnen leveren aan het gebouw, moet de weersafhankelijke aanvoertemperatuur na installatie van de RTB dienovereenkomstig worden verhoogd door de zogenaamde stookcurve te corrigeren, bijv. het verwarmingscircuit wordt verhoogd van 60/40°C zonder RTB naar 70/30°C met RTB of van 50/35°C naar 55/30°C.
![](https://www.baunach.net/wp-content/uploads/ThAb-Radiatoren-3D-MitRTB.png")
Het resultaat van deze thermostatische balancering is niet alleen een volledig gelijke verdeling van de warmte over alle radiatoren, wat overeenkomt met het bereiken van het geplande comfort, maar ook een aanzienlijke besparing op de verwarmingskosten door lagere retourtemperaturen en lagere elektriciteitskosten, omdat de hoeveelheid water die door de circulatiepomp moet worden gepompt ook aanzienlijk wordt verminderd. Ook al klinkt het ongelooflijk: onze ervaring leert dat het mogelijk is om radiatorverwarmingscircuits te gebruiken met retourtemperaturen van 35°C, 30°C en soms zelfs 25°C als er geen grote storingen in het verwarmingssysteem zijn en de aanvoertemperatuur voldoende kan worden verhoogd. En dit alles - zoals reeds vermeld - zonder de tijdrovende "berekening" van de waterhoeveelheden, die vaak alleen mogelijk is op basis van veronderstellingen, omdat deze automatisch en automatisch worden ingesteld in elk afzonderlijk belastingsgeval. Dus als bijvoorbeeld meerdere radiatoren worden uitgeschakeld voor een vakantie, krijgen de resterende radiatoren nog steeds dezelfde hoeveelheden water, aangezien hun retourtemperatuur niet wordt beïnvloed. De circulatiepomp die in de modus "constante druk" werkt, past zijn snelheid aan het lagere afgiftedeel aan zonder de afgiftedruk te verhogen.
Radiatorretourfitting
De RTB's worden op elke radiator gemonteerd in plaats van de afsluitbare retouraansluiting, ingesteld op de gewenste maximumtemperatuur en vastgezet om afstelling te voorkomen. Door de convectiegerelateerde instroom van koude lucht bij de radiatorretour treedt er geen overschrijding van de RTB bij de radiator op, evenmin als het hierboven beschreven doodlopen door een te hoge omgevingstemperatuur. Daarom hebben onze RTB-ventielen in de zogenaamde radiatoruitvoering (wiel) geen minimale circulatie (MUL), zodat de aansluiting op het leidingwerk nog steeds kan worden afgesloten als de radiator wordt verwijderd.
b) Vloerverwarmingscircuits:
worden rechtstreeks op de retourcollector van het distributiesysteem gemonteerd
De RTB's in de vloerverwarmingsversie (Fbh) hebben aan beide zijden een zogenaamde Euroconus-schroefverbinding en kunnen rechtstreeks op de retourverdeler van het vloerverwarmingssysteem worden gemonteerd; een proces dat met een beetje oefening slechts een paar minuten per klep in beslag neemt.
Een goed insteladvies is gebleken om de retourtemperatuur ongeveer twee en een halve graad boven de gewenste kamertemperatuur in te stellen. Ook hier is het raadzaam om de weersafhankelijke aanvoertemperatuur (afhankelijk van de buitentemperatuur) iets naar boven bij te stellen en de circulatiepomp in te stellen op de bedrijfsmodus "constante druk".
kan niet reageren op externe warmte.
Bij vloerverwarmingssystemen - en bij paneelverwarmingscircuits in het algemeen - wordt de warmte via straling bij lagere temperaturen naar de kamer gebracht. De retourtemperatuur ligt meestal slechts enkele graden Celsius boven de kamertemperatuur. Hierdoor stijgt de retourtemperatuur al wanneer de kamertemperatuur stijgt, bijvoorbeeld door externe warmte-invoer zoals zonnestraling of elektrische apparaten. Omdat een hogere kamertemperatuur betekent dat er minder warmte wordt overgedragen van het verwarmingsoppervlak naar de kamer, staat dit bekend als het "zelfregulerende effect" van vloerverwarming of paneelverwarming.
In het geval van een vloer- of oppervlakteverwarmingscircuit dat gekalibreerd is met een vaste instelling gebeurt er echter niets omdat het vaste waterdebiet niet beïnvloed wordt. Als de balancering daarentegen geautomatiseerd is door het installeren van een RTB, verlaagt dit ook het debiet van het verwarmingsoppervlak als de retourtemperatuur stijgt, waardoor de warmteafgifte naar de ruimte nog verder afneemt. Dit verhoogt niet alleen het zelfregulerende effect, maar voldoet ook aan de eis van de Energiebesparingsverordening (EnEV), namelijk dat "verwarmingssystemen met water als warmtedrager [...] bij installatie in gebouwen moeten zijn uitgerust met automatische apparaten voor de kamergewijze regeling van de kamertemperatuur". Met andere woorden: door de RTB te installeren, is kamer-per-kamer regeling van de kamertemperatuur mogelijk en wordt dus voldaan aan de norm.
Vergeleken met de meeste individuele ruimteregelaars met ruimtethermostaten hebben RTB's nog een voordeel omdat ze "proportioneel" werken, d.w.z. dat ze het debiet continu kunnen regelen, terwijl de meeste individuele ruimtethermostaten zogenaamde tweepuntsregelaars (click-clack thermostaten) zijn die het debiet alleen volledig aan of uit zetten. Dit heeft twee nadelen, één op het gebied van efficiëntie en één op het gebied van comfort: de efficiëntie is lager omdat wanneer de klep volledig open staat, te veel water resulteert in een hoge retourtemperatuur, terwijl wanneer de klep gesloten is, het verwarmingsoppervlak geen bijdrage levert aan de retourtemperatuur. Als het de hele tijd een lager debiet zou hebben, zou het de hele tijd bijdragen aan een lage retourtemperatuur. Het comfort wordt echter ook verminderd omdat tweepuntsregelaars noodzakelijkerwijs een hysterese hebben, d.w.z. een aan/uit-schakelverschil: ze schakelen alleen uit als de ruimte te warm is en alleen in als het te koud is. Dit resulteert in gekoelde verwarmingsoppervlakken, wat kan leiden tot vervelende klachten, vooral bij vloerverwarming.
Alleen in kamers die niet constant verwarmd moeten worden, zoals kinder- of logeerkamers, wordt de bijkomende installatie van dergelijke individuele ruimteregelaars aanbevolen, omdat ze gebruikt kunnen worden om de ruimteverwarming heel gemakkelijk aan en uit te schakelen.
Ontdek zelf hoe een RTB-klep in minder dan drie minuten is gemonteerd op de retourcollector van een vloerdistributiesysteem:
c) Radiatorverwarmingscircuits (éénpijpssystemen):
Alle radiatoren open (volle belasting)
In veel bestaande woongebouwen werden in het verleden verwarmingscircuits met radiatoren gebouwd als zogenaamde "éénpijpssystemen". Bij dit aansluitingsprincipe zijn de individuele radiatoren niet parallel aangesloten op de aanvoer en retour van de aanvoerleidingen, maar zijn ze in serie aangesloten, waarbij een bypass langs elke individuele radiator moet lopen, omdat anders alleen alle radiatoren samen kunnen worden gebruikt; als er echter één of meer worden uitgeschakeld, blijven alle andere radiatoren ook koud.
Niet alle radiatoren open (deellast)
Een van de grootste problemen bij dergelijke systemen is dat de volumestroom door alle bypasses zo klein mogelijk moet worden gehouden zonder de totale doorstroming zodanig te beperken dat er bij een van de radiatoren een te lage doorstroming ontstaat. Bovendien zijn er praktisch geen woongebouwen die met één enkele leiding worden gevoed, maar meestal woongebouwen waarin flats van afzonderlijke verdiepingen zijn ontworpen als enkele leidingen, die vervolgens zijn aangesloten op de stijgleidingen - meestal in trappenhuizen. Dit betekent dat meerdere enkele leidingen parallel zijn aangesloten, waardoor het niet ongewoon is dat hele flats onderbevoorraad zijn in vergelijking met andere. Dit probleem wordt vaak "opgelost" door het circulerende watervolume te vergroten door grotere pompen te installeren totdat voldoende warmte de laatste hoek van het gebouw bereikt, waarbij de algehele efficiëntie van het hydraulische distributiesysteem volledig wordt verwaarloosd.
Alle radiatoren open (volle belasting)
Zoals de twee illustraties hiernaast laten zien, is de hoeveelheid water in een éénpijps systeem afhankelijk van de warmteafgifte van alle verwarmingsoppervlakken. Zo'n hoeveelheid water kan niet constant zijn en daarom leidt de berekening en vaste instelling van zo'n hoeveelheid water in verreweg de meeste belastingsgevallen tot een aanzienlijk overschot en dus tot een enorme verspilling van thermische energie.
Niet alle radiatoren open (deellast)
Ook hier bieden RTB-ventielen een even eenvoudige als perfecte oplossing, omdat ze - zoals al meerdere keren beschreven - de hoeveelheid water op basis van de retourtemperatuur automatisch en automatisch aanpassen aan de hoeveelheid warmte die daadwerkelijk door de verwarmingsoppervlakken wordt afgegeven. Tegelijkertijd beperken ze de hoeveelheid water die circuleert in alle éénpijps systemen tot het minimum dat daadwerkelijk nodig is, waardoor het comfort toeneemt door de warmte gelijkmatig te verdelen. En tot slot zijn overgedimensioneerde circulatiepompen en de elektriciteit die nodig is om ze aan te drijven niet langer nodig. Deze RTB-ventielen worden altijd geïnstalleerd aan het einde van de retour van elke individuele eenpijpleiding voordat deze de toevoerleiding ingaat, die - zoals al eerder vermeld - vaak een stijgleiding in de trappenhuizen is.
Voor het eerst in drie decennia?
"Ik heb een hotel uitgerust met RTB DN15.
Dat werkte ook jarenlang niet - nu werkt het eindelijk!"
Veel van onze klanten bevestigen keer op keer dat ze voor het eerst na vele jaren met succes éénpijpsverwarmingssystemen hebben kunnen egaliseren met behulp van de RTB. We horen ook steeds weer dat het achteraf aanpassen van gebouwen met éénpijpsverwarmingscircuits met bufferopslagtanks praktisch alleen haalbaar is door het installeren van RTB's, omdat de bufferopslagtanks alleen hun doel kunnen vervullen als er voldoende stratificatie - d.w.z. een voldoende groot temperatuurverschil tussen "onder" en "boven" - wordt gevormd, wat een lage retourtemperatuur vereist en watercirculatie die beperkt is tot het noodzakelijke.
Maar laten we een expert aan het woord laten:
"In het genoemde hotel waren de RTB's DE oplossing in het éénpijpssysteem na meer dan 3 decennia van 'niet-functionerende' radiatoren of 'willekeurige functie'.
Als je nog vragen hebt, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.
Met zonnige groeten
Daniël Jansen
Loodgieter & verwarmingsmonteur - Expert voor warmtepompsystemen VDI 4645 - Energieconsulent voor gebouwen - HWK gecertificeerde biowarmte-installateur".
d) Opslagtank voor huishoudelijk warm water:
(gedeeltelijke lading)
Veel mensen realiseren zich niet dat opslagtanks voor huishoudelijk warm water ook verwarmingsoppervlakken of warmtewisselaars hebben die gebalanceerd moeten worden als je te hoge retourtemperaturen en de bijbehorende nadelen voor efficiëntie en comfort wilt vermijden.
Een ongeregeld verwarmingswaterdebiet leidt namelijk niet tot een snellere warmwaterbereiding, maar juist tot een slechter rendement van het verwarmingssysteem en vaak ook tot een langere duur van de warmwaterbereiding door het in- en uitschakelen van de warmteopwekker (cyclisch) en dus tot een lager comfortniveau.
(gedeeltelijke lading)
Strikt genomen moet er een onderscheid worden gemaakt tussen twee zeer verschillende werkingsmodi voor boilers: Warmwaterbereiding en warmwaterbereiding.
Er wordt geen vers getapt koud water verwarmd tijdens warmwaterstandby, alleen de koelverliezen van de boiler en de warmwatercirculatieleidingen worden gecompenseerd. Dit is een zwakke belastingseis bij hoge temperaturen. Alleen al daarom zou een systeem dat niet automatisch gebalanceerd is, resulteren in hogere retourtemperaturen wanneer warm water wordt bereid. Dankzij de RTB gebeurt dit echter niet, of in ieder geval niet ongecontroleerd, omdat het verwarmingswaterdebiet automatisch wordt verlaagd naar de lagere standby-eis.
(volledige lading)
Tijdens het aftappen van warm water stroomt er daarentegen koud water in de boiler en wordt er via de warmtewisselaar veel meer warmte onttrokken aan het verwarmingswater dan in de stand-by modus. De RTB in de retourstroom van de boiler herkent dit aan de lagere uitlaattemperatuur en opent zodat er meer warm verwarmingswater door de warmtewisselaar stroomt. Op deze manier wordt de hoeveelheid verwarmingswater automatisch aangepast aan de werkelijke warmtebehoefte zonder dat de retourtemperatuur stijgt. Dit maakt het mogelijk om een hoog rendement te combineren met een hoog comfort, wat onmogelijk zou zijn met een vaste instelling.
e) Luchtverwarmer of luchtverwarmingsspiraal:
(gedeeltelijke lading)
Luchtverwarmers zijn meestal kamerthermostaat geregelde ventilator-warmtewisselaars: wanneer de gewenste kamertemperatuur is bereikt, schakelt de ventilator uit terwijl het verwarmingswater ongehinderd door de warmtewisselaar blijft stromen. Zelfs met een verwarmingsbatterij die is gekalibreerd op nominaal vermogen, moet dit leiden tot een buitengewoon hoge stijging van de retourtemperatuur; hetzelfde geldt als de ventilator niet op volle snelheid werkt: de warmte die niet volledig wordt afgevoerd, leidt tot een stijging van de retourtemperatuur.
(gedeeltelijke lading)
Een RTB in de retour van de verwarmingsbatterij reageert daarentegen op de stijging van de retourtemperatuur door het verwarmingswaterdebiet onmiddellijk te verlagen. Ook hier wordt het verwarmingswaterdebiet aangepast aan de werkelijke warmtebehoefte, blijft de retourtemperatuur stabiel en werkt het systeem met een hoog rendement.
(volledige lading)
Zodra de ventilator aanslaat, daalt de retourtemperatuur snel en stelt de RTB de verwarmingswaterhoeveelheid opnieuw in. Het maakt niet uit of de ventilator op een lage of hoge snelheid draait, want de regeling van de verwarmingswaterhoeveelheid via de retourtemperatuur garandeert altijd de juiste waterhoeveelheid. De kleine minimale circulatie van de RTB garandeert altijd een snelle respons en een warme start van de luchtverwarmer - comfort en efficiëntie zijn geen tegenstrijdigheden.
Nog een tip van ons: om de reactietijd bij het opstarten van de luchtverwarmingsventilator te minimaliseren, moet de RTB zo dicht mogelijk bij de uitgang van de verwarmingsbatterij worden geïnstalleerd.
f) Stralingspanelen:
Stralende plafondpanelen zijn stralingsverwarmingsoppervlakken die over het algemeen op hogere temperaturen werken dan vloerverwarmings- of wandverwarmingsoppervlakken. Het is niet ongewoon dat de verwarmingswaterstroom wordt in- en uitgeschakeld via elektrische kamerthermostaten.
Als meerdere stralingspanelen parallel worden aangesloten, heb je weer hetzelfde probleem om alle verwarmingsoppervlakken van de "juiste" hoeveelheden verwarmingswater te voorzien, dit keer meestal op grote hoogten, waar het afstellen bijzonder plezierig is.
Het gebruik van RTB's maakt voorgoed een einde aan dit probleem, want je stelt gewoon de gewenste retourtemperatuur in voor het ontwerpgeval en je bent klaar! De retourtemperatuur kan meestal iets worden verlaagd, bijvoorbeeld van 50 °C naar 45 °C of misschien zelfs naar 40 °C, waardoor het gewenste besparingseffect nog groter wordt.
Nog een kleine tip van ons:
Als u de prestaties van uw stralingsplafondpanelen bij lagere temperaturen wilt verhogen, kunt u de stralende zijkanten (onderkant) het beste matzwart verven.
g) Warmtewisselaar zwembadwater:
Ook al is hun gebruiksfrequentie meestal een uitzondering, voor zwembadwaterwarmtewisselaars geldt hetzelfde als voor alle andere verwarmingsoppervlakken: met een ongecontroleerd verwarmingswaterdebiet verhoog je over het algemeen maar één ding, namelijk het afvalpotentieel van het verwarmingssysteem.
De oplossing zou zo eenvoudig zijn: installeer een RTB zo dicht mogelijk bij de uitlaat in de retourstroom en de problemen zijn opgelost.
Onze tip: Het is het beste om de circulatiepomp meteen in de bedrijfsmodus "constante verschildruk" (c∆p) te zetten, dan past hij zijn werkinput automatisch aan het watervolume aan, net zoals de RTB het watervolume aanpast aan de werkelijke verwarmingsbelasting.
f) Ventilatiesysteem of airconditioningssysteem:
(gedeeltelijke lading)
Ventilatie- en airconditioningsystemen (HVAC) verschillen van luchtverwarmers omdat ze meestal een eigen mengcircuit met autonome regeling hebben.
Omdat dit vaak een handelsgrens is tussen de verwarmings- en ventilatieconstructie, wordt het zogenaamde bypasscircuit veel gebruikt om ervoor te zorgen dat er altijd warm toevoerwater beschikbaar is voor het airconditioningsysteem en dat er geen risico op vorst is, zelfs niet wanneer de buitenluchttoevoer onder nul graden is. Dit functionele principe komt overeen met dat van warmwatercirculatie.
Maar iedereen die wel eens uilen naar Athene heeft gedragen, kan zich afvragen wat een open bypass, d.w.z. watercirculatie zonder warmteafvoer, betekent voor de efficiëntie van een verwarmingssysteem: het is klinkklare onzin!
(volledige lading)
Dit komt omdat de open bypass vaak zulke grote hoeveelheden water vervoert dat de retourtemperatuur aanzienlijk stijgt, zelfs bij normale werking en niet alleen tijdens stand-by.
Praktisch voorbeeld:
Op 16 februari 2017 bracht Hans-Georg Baunach de middag door in het verwarmingssysteem van de skihal van Neuss, een gebouw met een 1 MW aardgasketelinstallatie. Tijdens zijn verblijf ontdekte hij precies deze situatie en corrigeerde hij de hydraulische instelling door alle bypasskleppen stroomopwaarts van de luchtbehandelingsunits te sluiten en de pomp op het verdeelstuk van constante snelheid op een constant drukverschil van 100 mbar in te stellen.
Resultaat:
Het jaar daarop werd voor €20.000 aan gas bespaard zonder dat iemand bevroor.
Link naar het technische artikel:
Skihalle Neuss - Vele duizenden euro's bespaard
(gedeeltelijke lading)
De oplossing ligt voor de hand: om de vorstbeveiliging en warme startfunctie te behouden, vervangt u de open bypass door een inerte RTB (1) en stelt u deze in op de laagst mogelijke minimumtemperatuur die nodig is om vorstbeveiliging en warme start te garanderen, bijv. 30 °C. Wees hier niet te gul, want zodra het systeem opstart, neemt het watervolume zo snel toe dat de volledige aanvoertemperatuur meestal nog beschikbaar is tijdens het opstarten van het systeem.
(volledige lading)
Voor het balanceren van de retourstroom van de verwarmingsbatterij in de regelmodus kunt u ook de snelle RTB (2) gebruiken, die we al hebben gebruikt om de luchtverwarmingsbatterijen van de luchtverwarmers automatisch te balanceren (zie hierboven). Dit kan ook worden gebruikt om de retourtemperatuur van de verwarmingsbatterij van het airconditioningsysteem te verlagen. In elk geval moet je proberen om de circulatiepomp van het interne mengcircuit van het airconditioningsysteem (I) op de laagst mogelijke snelheid in te stellen.
g) Bufferbelasting door condensatieketel zonder minimale circulatie:
Ook realiseren slechts enkele experts zich dat niet alleen de verwarmingsoppervlakken van alle warmteverbruikers moeten worden gebalanceerd, maar mogelijk ook die van warmteopwekkers. Het volgende voorbeeld illustreert dit:
U wilt een condensatieketel gebruiken om de bovenste zone van een buffervat op een minimumtemperatuur van 75 °C te houden, bijvoorbeeld om voldoende vermogen te garanderen voor de bereiding van sanitair warm water. Tegelijkertijd moet de buffer echter regeneratieve generatoren, zoals een zonnesysteem, een biomassaketel of een warmtekrachtkoppelingseenheid, in staat stellen om voldoende lang te werken. Het is duidelijk dat de condensatieketel alleen zijn hoogste rendement zal halen met het koudste water uit de laagste zone van de buffer.
Als de sensor bovenin de buffer een signaal geeft aan de ketel dat de temperatuur onder de minimumtemperatuur is gezakt, zullen de ketel en de circulatiepomp opstarten. Als het debiet echter te hoog is, zal de ketel niet eens de vereiste aanvoertemperatuur bereiken omdat zijn delta-T te klein is, waardoor hij niet meer zal uitschakelen.
De ketel bereikt de uitschakeltoestand pas nadat hij de buffer volledig heeft geladen en zo zijn eigen retourtemperatuur zodanig heeft verhoogd dat hij de uitschakeltoestand - in ons voorbeeld 75 °C - bereikt met zijn kleine delta T, die het gevolg is van een veel te hoge volumestroom.
Met andere woorden, als de pieklastketel klaar is met zijn werk, is de buffer volledig opgeladen en blijven de hernieuwbare opwekkers achter - een onzin die helaas maar al te vaak gebeurt.
Het handmatig aanpassen van het doorvoervermogen van de ketel is echter nauwelijks een optie, en wel om twee redenen:
1) Het vermogen van de ketel is meestal variabel.
2) De retourtemperatuur van de ketel is meestal niet constant.
Daarom kan alleen een thermostatisch geregelde balancering van het ketelwaterdebiet worden overwogen, waarbij het ketelwatervolume zo wordt geregeld dat de gewenste minimumtemperatuur van de buffer gegarandeerd niet wordt overschreden door de aanvoertemperatuur van de ketel, bijvoorbeeld met 5 K. Zolang de ketel deze 80 °C niet heeft bereikt, blijft de aanvoertemperatuurbegrenzer (VTB) in gesloten toestand op zijn vaste minimale circulatie. Pas als de ingestelde minimale aanvoertemperatuur is bereikt, gaat de klep open en zorgt hij ervoor dat de buffer een bovenste zone van minstens 75 °C warm water ontvangt, precies gedefinieerd via de sensorpositie.
Zodra de buffersensor aan de ketel meldt dat de doeltemperatuur is bereikt, begint de ketel zijn vermogen te verlagen, wat dankzij de VTB automatisch leidt tot een verlaging van het ketelwaterdebiet totdat de ketel uiteindelijk uitschakelt.
De vraag is nu hoe je zoveel mogelijk restwarmte van de ketel in de buffer krijgt, wat meestal gebeurt via het aanlopen van de pomp. En ook hier heeft de VTB een regulerende werking, want het zou natuurlijk volledig contraproductief zijn als de temperatuur van de bovenste zone van de buffer tijdens deze restwarmtebenutting weer onder de inschakeltoestand van de ketel zou komen en het hele spel doorgaat totdat de buffer uiteindelijk volledig is opgeladen door de pieklastketel.
Retourtemperatuurverdeler (RTV)...
De installatie van een retourtemperatuurverdelerset wordt over het algemeen aanbevolen voor zoetwater- of zonnemodules. Voorts zijn er andere toepassingsgebieden waarin temperatuurschommelingen te verwachten zijn. Door het te gebruiken kan het voer bij de buffer op de juiste temperatuur worden uitgevoerd. Dit bevordert een schone stratificatie en een hoge benuttingsgraad van de in de buffer gebonden warmte.
...Zoetwaterstations en zonnesystemen (terugleverset)
Het instelpunt van de distributietemperatuur wordt aangepast aan de thermostaatkop: Water boven het setpoint stroomt door uitgang rood (warm), onder het setpoint door uitgang blauw (koud). De klep kan snel reageren op temperatuurschommelingen dankzij de reactietijd van de thermostatische kop (5 seconden). In het algemeen bevelen wij de installatie van dergelijke RTV-invoersets aan voor zoetwater- of zonnemodules en andere toepassingen waarbij schommelende invoertemperaturen te verwachten zijn. Spiraalvormige dompelsensoren en gehoekte T-stukken voor optimale sensormontage, alsmede bijpassende geschroefde inzetstukken completeren deze afsluiter tot een eenvoudig te installeren voedingsset.
Stromingstemperatuurregelaar (VTR)...
De VTR-producten bestaan uit een thermostatische debiet-temperatuurregelaar in de vorm van een drieweg mengventiel en een thermostatische kop met sensorelement. We hebben twee verschillende sets om uit te kiezen voor verschillende toepassingen:
...Zoetwaterstations en vaste brandstofketels en WKK (afzuigset)
Indien warmte aan de buffer wordt onttrokken, bijvoorbeeld door een drinkwaterstation, wordt het risico van verkalking verminderd door de temperatuur te beperken en wordt tegelijkertijd de voorraad warm water in de bovenste zone van de buffer uitgebreid - er kan dus meer drinkwater worden verwarmd met dezelfde warmte-inhoud in de buffer, omdat de buffer bovenaan langer warm blijft, maar onderaan sneller koud wordt. Indien daarentegen warmte aan de buffer wordt toegevoerd, wordt deze in eerste instantie alleen in de bovenste zone van de buffer geconcentreerd totdat de temperatuur daarvan de instelwaarde heeft bereikt en pas dan wordt deze ook naar de onderste zone geleid. De buffer wordt dus sneller heet aan de bovenkant en blijft langer koud aan de onderkant! Een schuin T-stuk voor optimale sensorbevestiging en bijpassende geschroefde inzetstukken completeren deze klep tot een eenvoudig te installeren afzuigset. 
...Verwarmingswaarde piekbelasting ketel aan de buffertank (verwarmingswaarde ingesteld)
Door de ketelstroom in de ketelretour te mengen, wordt de keteltemperatuur constant op de ingestelde streefwaarde gehouden. Daartoe moet de pomp van het ketelcircuit op het hoogst mogelijke vermogen (fase III) worden ingesteld. Op die manier wordt de volumestroom aangepast aan het ketelvermogen tijdens het laden van de buffer (kachel!) en wordt de aanvoertemperatuur constant gehouden, zelfs bij een variabel ketelvermogen. De buffer is altijd gevuld met even heet water aan de bovenkant, wat precieze belading aan de bovenkant mogelijk maakt. Bovendien wordt de ketel beschermd tegen condensatie en wordt latere afkoeling van de warme zone tijdens het uitlopen van de pomp (restwarmtebenutting) effectief voorkomen. Dompelhuls en schuin T-stuk voor optimale sensormontage, alsmede bijpassende geschroefde inzetstukken completeren deze afsluiter tot een installatievriendelijke verwarmingswaardeset. 
Stromingstemperatuurbegrenzer (VTB)...
Het doel van de VTB-klep is te voorkomen dat een bepaalde temperatuur wordt overschreden. Als er een defect is in het verwarmingselement of de menger waardoor de aanvoertemperatuur boven de ingestelde waarde stijgt, wordt de pomp spanningsloos gemaakt. Dit regelt automatisch het verwarmingsproces. Dit zorgt voor een speciale bescherming van de dekvloer, de pomp en vooral de warmtebron.
...voor nageschakelde rookgaswarmtewisselaars van ketels en WKK-eenheden (Condensatorset)
Als de aanvoertemperatuur onder het ingestelde instelpunt komt, vermindert de klep het debiet door zonder hulpenergie te sluiten. Het te verwarmen water blijft langer in de warmtewisselaar en kan dus meer warmte opnemen. Door het vaste minimumdebiet reageert de klep altijd zo snel mogelijk op veranderingen in de belasting. Het debiet wordt aangepast aan het werkelijk opgenomen vermogen en het verwarmingscircuit wordt automatisch hydraulisch gebalanceerd. Dubbele nippels en een schuin T-stuk voor een optimale installatie van de sensor maken het een praktische installatieset. 
...voor condensatieketels zonder minimumdebiet en ∆T-begrenzing (condensatieset)
De sensor controleert de aanvoertemperatuur en regelt de waterhoeveelheid als de temperatuur onder de instelwaarde ligt. Dit maakt een constante aanvoertemperatuur bij variabel ketelvermogen of een fluctuerende retourtemperatuur door variabele waterhoeveelheid met volledige benutting van de condensatiewaarde mogelijk. In buffervaten uit de VTB-condensatieset zich door de snelle opbouw van een stabiele warmwaterzone in de bovenste bufferzone (stabiele bovenlading), een hoog warmwatercomfort, een hoge regeneratieve benutting en lange keteltijden. Een dompelhuls en schuin T-stuk voor optimale sensorinstallatie, alsmede bijpassende dubbele nippels en warmtegeleidende pasta, completeren dit ventiel tot een installatievriendelijke condensatieset. 
