Soorten huisverwarmingssystemen

Er zijn verschillende soorten systemen die worden gebruikt om warmte in een huis te leveren, en binnen elk breed type zijn er veel variaties. Sommige verwarmingssystemen delen componenten met de koelapparatuur van het huis, en sommige systemen bieden zowel verwarming als koeling. De term HVAC - verwarming, ventilatie en airconditioning - wordt gebruikt om het algehele klimaatbeheersingssysteem in een huis te beschrijven.

Ongeacht welk HVAC-systeem wordt gebruikt, het doel van alle verwarmingstoestellen is om de thermische energie van een brandstofbron af te tappen en deze over te brengen naar woonruimtes om een comfortabele omgevingstemperatuur te behouden. Verwarmingssystemen kunnen verschillende brandstofbronnen gebruiken, waaronder aardgas, propaan, stookolie, biobrandstof (zoals hout) en elektriciteit. Sommige woningen hebben meer dan één verwarmingssysteem, bijvoorbeeld wanneer een bijbouw of afgewerkte kelder wordt verwarmd door een ander systeem dan de rest van het huis.

Verreweg het meest voorkomende HVAC-systeem in moderne Noord-Europese huizen is het geforceerde luchtsysteem dat gebruikmaakt van een oven met een ventilator die via een netwerk van kanalen verwarmde lucht naar de verschillende kamers van het huis levert. Geforceerde luchtsystemen zijn erg snel in het aanpassen van de temperatuur van een kamer, en omdat airconditioningsystemen dezelfde ventilator en dezelfde kanalen kunnen delen, is dit een efficiënt algemeen HVAC-systeem.

Brandstofbronnen: De ovens die geforceerde luchtsystemen aandrijven, kunnen worden aangedreven door aardgas, vloeibaar propaan (LP), stookolie of elektriciteit.

Distributie: Lucht die wordt opgewarmd door de brander of het verwarmingselement van de oven, wordt via een netwerk van kanalen naar verwarmingsregisters in afzonderlijke kamers verdeeld. Een ander kanaalsysteem voert lucht terug naar de oven door middel van koude luchtretouren.

Voordelen:

• Geforceerde luchtsystemen kunnen worden gefilterd om stof en allergenen te verwijderen. Ze kunnen echter ook de hoeveelheid allergenen in de lucht verhogen.
• Luchtbevochtiger (of ontvochtiger) apparatuur kan in het geforceerde luchtsysteem worden geïntegreerd.
• Heteluchtovens zijn relatief goedkoop.
• Deze ovens kunnen de hoogste AFUE-beoordelingen (Annual Fuel Utilization Efficiency) behalen van elk verwarmingssysteem (maar dat betekent niet noodzakelijk dat dit de meest efficiënte manier is om een huis te verwarmen).
• Geforceerde luchtsystemen kunnen koeling combineren met verwarmingscapaciteit.

Nadelen:

• Vereist leidingwerk en neemt ruimte in muren in beslag.
• Ovenventilatoren kunnen luidruchtig zijn.
• Bewegende lucht kan allergenen verspreiden.
• Bewegende lucht kan droog worden, tenzij deze wordt bevochtigd.
• Omdat heteluchtsystemen de lucht verwarmen en niet de objecten in een ruimte, wordt het niet als de meest comfortabele vorm van verwarming beschouwd.

Een voorloper van geforceerde luchtsystemen, zwaartekrachtluchtovens verdelen ook lucht door een systeem van metalen kanalen, maar in plaats van de lucht via een ventilator te forceren, werken zwaartekrachtluchtsystemen door de eenvoudige fysica van stijgende warme lucht en zinken van koele lucht. Een oven met zwaartekrachtlucht in een kelder verwarmt lucht, die vervolgens via kanalen naar de verschillende kamers stijgt. Koele lucht keert terug naar de oven via een systeem van retourkanalen voor koude lucht. De zogenaamde "octopus" -ovens die in veel oudere huizen worden aangetroffen, zijn luchtovens met zwaartekracht.

Zwaartekrachtluchtsystemen worden niet meer geïnstalleerd, maar in veel oudere huizen blijven ze effectief presteren.

Brandstofbron: geforceerde luchtovens kunnen worden aangedreven door aardgas, vloeibaar propaan (LP), stookolie of elektriciteit.

Distributie: geconditioneerde lucht wordt gecirculeerd via een netwerk van metalen kanalen.

Voordelen:

• Zwaartekrachtsystemen hebben geen bewegende delen en kunnen tientallen jaren meegaan.
• De systeemapparatuur is zeer betrouwbaar en vereist weinig onderhoud.

Nadelen:

• Lucht kan niet effectief worden gefilterd.
• De energie-efficiëntie is lager dan bij nieuwere ovens.
• Temperatuuraanpassingen zijn traag omdat de systemen werken door eenvoudige convectiestromen.

Moderne vloerverwarming is een soort vloerverwarmingssysteem. Stralingsverwarming verschilt van geforceerde luchtwarmte doordat het objecten en materialen, zoals meubels en vloeren, verwarmt in plaats van alleen de lucht. De meeste stralingssystemen voor het hele huis verspreiden warmte via warm water dat wordt verwarmd in een ketel of warmwaterboiler.

Vloerverwarming omvat plastic waterbuizen die in betonnen plaatvloeren zijn geïnstalleerd of aan de boven- of onderkant van houten vloeren zijn bevestigd. Het is stil en over het algemeen energiezuinig. Het heeft de neiging langzamer te verwarmen en duurt langer om zich aan te passen dan geforceerde luchtwarmte, maar de warmte is consistenter.

Er zijn ook vloersystemen die elektrische bedrading gebruiken die onder vloermaterialen is geïnstalleerd, meestal keramiek of stenen tegels. Deze zijn minder energiezuinig dan warmwatersystemen en worden doorgaans alleen in kleine ruimtes zoals badkamers gebruikt.

Brandstofbronnen: Heetwaterbuizen worden meestal verwarmd door een centrale ketel, die kan worden aangedreven door aardgas, vloeibaar propaan (LP) of elektriciteit. Warm water kan ook worden geleverd door warmwatersystemen op zonne-energie, die vaak worden gebruikt als aanvulling op op brandstof gebaseerde systemen.

Distributie: In-vloersystemen worden meestal gedistribueerd door warm water dat door plastic buizen stroomt.

Voordelen:

• Stralingssystemen zorgen voor comfortabele, gelijkmatige warmte.
• Bij verwarming door boilers kunnen stralingssystemen zeer energiezuinig zijn.

Nadelen:

• Stralingssystemen worden relatief langzaam opgewarmd en passen zich aan temperatuurveranderingen aan.
• Installatie van vloersystemen kan duur zijn.
• Het is moeilijk toegang te krijgen tot verborgen leidingen als zich onderhoudsproblemen voordoen.
• Op ketels gebaseerde systemen kunnen niet worden gecombineerd met airconditioning.

Oudere woningen en appartementsgebouwen in Noord-Europa worden vaak verwarmd met traditionele ketel- en radiatorsystemen. Deze omvatten een centrale ketel die stoom of heet water door buizen laat circuleren naar radiatoreenheden die strategisch rond het huis zijn geplaatst. De klassieke radiator - een gietijzeren staander die meestal bij ramen wordt geplaatst - wordt vaak een stoomradiator genoemd, hoewel deze term soms onnauwkeurig is.

In werkelijkheid zijn er twee soorten systemen die bij deze oudere radiatoren worden gebruikt. Echte stoomketels circuleren eigenlijk gasvormige stoom door leidingen naar individuele radiatoren, die vervolgens weer condenseert tot water en terugstroomt naar de ketel voor opwarming. Moderne radiatorsystemen circuleren warm water naar radiatoren via elektrische pompen. Het warme water geeft zijn warmte af aan de radiator en het afgekoelde water keert terug naar de ketel voor meer verwarming. Heetwaterradiatorsystemen zijn heel gebruikelijk in Europa.

Brandstofbronnen: Boiler- / radiatorsystemen kunnen worden aangedreven door aardgas, vloeibaar propaan, stookolie of elektriciteit. De originele ketels hebben misschien zelfs op kolen gestookt.

Distributie: Warmte wordt geproduceerd door stoom of heet water dat door metalen buizen circuleert naar radiatoren die zijn gevormd om de overdracht van thermische energie te vergemakkelijken.

Voordelen:

• Stralingswarmte is redelijk comfortabel en droogt de lucht niet uit zoals geforceerde luchtwarmte.
• Radiatoren kunnen worden geüpdatet naar platte plintradiatoren of wandpaneelradiatoren.
• Wanneer oude ketels worden vervangen, kunnen moderne ketels een zeer goede energie-efficiëntie bieden.

Nadelen:

• Radiatoren kunnen lelijk zijn.
• Radiatorlocaties kunnen de plaatsing van meubels en raambekleding beperken.
• Op ketels gebaseerde systemen kunnen niet worden gecombineerd met airconditioning.

Een andere modernere vorm van stralingswarmte is een warmwaterplissysteem, ook wel hydronisch systeem genoemd. Deze systemen gebruiken ook een gecentraliseerde ketel om water te verwarmen dat door een systeem van waterleidingen circuleert naar onopvallende plintverwarmingseenheden die de warmte van het water naar de kamer uitstralen via dunne metalen vinnen die de waterleiding omringen. Dit is in wezen slechts een bijgewerkte, geëvolueerde versie van de oude staande radiatorsystemen.

Brandstofbronnen: Ketels voor hydraulische systemen kunnen worden aangedreven door aardgas, vloeibaar propaan (LP), stookolie of elektriciteit. Ze kunnen ook worden ondersteund door zonneverwarmingssystemen.

Distributie:

• Warm water verwarmd door een ketel en via leidingen naar "vinbuis" -plinten die langs muren zijn gemonteerd. De vinnen vergroten het oppervlak van de warmteafvoer voor efficiëntie.
• Warmte wordt verspreid door natuurlijke convectie: verwarmde lucht stijgt op uit de plint, terwijl koude lucht naar de unit valt voor verwarming.

Voordelen:

• Hydronische systemen kunnen een uitstekende energie-efficiëntie bieden.
• Hydronische systemen zijn stil omdat er geen ventilatoren of blazers zijn.
• De temperatuur kan nauwkeurig worden gecontroleerd.
• Radiatorsystemen zijn zeer duurzaam en hebben weinig onderhoud nodig.

Nadelen:

• Plintstralings- / convectie-eenheden moeten vrij blijven en kunnen uitdagingen bieden bij het plaatsen van meubels en het ontwerpen van draperen.
• Radiatoren worden traag warm.
• Warmwatersystemen kunnen niet worden gecombineerd met airconditioningsystemen.
• Als de warmte voor langere tijd wegvalt, kunnen verwarmingsbuizen bevriezen.

De nieuwste technologie voor verwarming (en koeling) in huis is de warmtepomp. Met behulp van een systeem dat vergelijkbaar is met een airconditioner, halen warmtepompen warmte uit de lucht en leveren deze via een binnenluchtbehandelingsunit aan de woning. Standaard thuissystemen zijn luchtwarmtepompen die warmte uit de buitenlucht halen. Er zijn ook grondwarmtepompen of geothermische warmtepompen die warmte diep uit de grond halen, evenals waterwarmtepompen die voor warmte afhankelijk zijn van een vijver of meer.

Een populair type luchtwarmtepomp is het minisplitsysteem of het kanaalloze systeem. Deze heeft een relatief kleine compressorunit voor buiten en een of meer luchtbehandelingsunits voor binnenshuis die gemakkelijk kunnen worden toegevoegd aan kameruitbreidingen of afgelegen gebieden van een huis. Veel warmtepompsystemen zijn omkeerbaar en kunnen in de zomer worden omgeschakeld naar airconditioning. Warmtepompen kunnen energiezuinig zijn, maar ze zijn alleen geschikt voor relatief milde klimaten; ze zijn minder effectief bij zeer warm en zeer koud weer.

Brandstofbronnen: Warmtepompen worden meestal aangedreven door elektriciteit, hoewel er ook aardgasmodellen beschikbaar zijn.

Distributie: Warmte (en koeling) wordt geleverd door aan de muur gemonteerde units die lucht over verdamperspiralen blazen die zijn gekoppeld aan een buitenpomp die warmte aan de buitenlucht onttrekt of absorbeert.

Voordelen:

• Systemen bieden zowel verwarming als koeling.
• Warmtepompen kunnen erg energiezuinig zijn.
• Individuele bovenkasten zorgen voor een nauwkeurige regeling van elke kamer.
• Ventilatoren zijn stiller dan centrale geforceerde luchtsystemen.
• Er is geen leidingwerk vereist.

Nadelen:

• Warmtepompen zijn het meest geschikt voor relatief milde klimaten.
• De verdeling van verwarmde of gekoelde lucht kan beperkt zijn omdat deze uit één enkele unit komt (in elke kamer of zone).

Elektrische plintverwarmers en andere soorten elektrische kachels worden niet vaak gebruikt voor primaire verwarmingssystemen voor thuis, meestal vanwege de hoge elektriciteitskosten. Ze blijven echter een populaire optie voor aanvullende verwarming in afgewerkte kelders, thuiskantoren en seizoenskamers (zoals veranda's en serres met drie seizoenen). Elektrische kachels zijn eenvoudig en goedkoop te installeren en vereisen geen leidingwerk, pompen, luchtbehandelingsapparatuur of andere distributieapparatuur. De units zijn goedkoop en hebben geen bewegende delen en vergen vrijwel geen onderhoud.

Naast conventionele plintverwarmers zijn er elektrische stralingsverwarmers die verwarmen met straling. Deze worden meestal in de buurt van het plafond geïnstalleerd en zijn gericht op de kamerbewoners, waardoor ze meer gerichte warmte leveren dan bij plinteenheden. Warmtestralers zijn ook energiezuiniger dan plinteenheden.

Distributie: Plintverwarmers gebruiken natuurlijke convectie om warmte door de kamer te laten circuleren. Wandverwarmers en veel speciale verwarmingselementen (zoals toekick-verwarmers) hebben meestal interne ventilatoren die verwarmde lucht naar buiten blazen.

Voordelen:

• Verwarmingsunits zijn veelzijdig en kunnen bijna overal worden geïnstalleerd.
• Systemen hebben alleen een elektrisch circuit nodig voor stroomvoorziening.
• Units zonder ventilatoren werken stil.
• Elektrische stralingsverwarmers verwarmen objecten in de ruimte, vergelijkbaar met stralingswarmte in de vloer.
• Er is geen leidingwerk of dure installatie nodig.

Nadelen:

• Elektrische kachels zijn erg duur om te gebruiken.
• Ze verbruiken veel elektriciteit en dragen daardoor onevenredig bij aan overmatig gebruik van het elektriciteitsnet en aanverwante problemen.
• De meeste elektriciteit wordt opgewekt door kolencentrales, dus elektrische kachels, hoewel ze schoon zijn om te werken, dragen aanzienlijk bij aan luchtvervuiling en atmosferische koolstof.