Verwarmingsbronnen algemeen (open en gesloten verbrandingstoestellen): Bouwkundig detailleren

Bouwkundig detailleren voor tekenaar en ontwerper:

Verwarmingsbronnen algemeen.

Voor de volgende onderwerpen ga naar:

open en gesloten verbrandingstoestellen algemeen;
toevoer van verse lucht naar open verbruikstoestellen;
afvoer van verbrandingsgassen.

CV installaties, etc. en warmtepompen

Algemeen:

Als je naar het gemiddeld energieverbruik van een huishouden in Nederland kijkt dan valt op dat de verwarming van ruimte en water veruit het grootste deel van het totale energieverbruik is. Wil je energie besparen dan valt hier een grote slag te maken.

passieve zonne-energie
(trombemuur Het mooiste en het meest duurzaam is als je je huis niet hoeft te verwarmen omdat je door middel van passieve zonne-energie en goede isolatie helemaal geen verwarming meer nodig hebt.
De werkelijkheid is natuurlijk altijd anders en de meeste huizen moeten dan ook bijverwarmd worden.

passieve zonne-energie bij buitenschil

Maar wat is nu de beste manier om een huis duurzaam te verwarmen?
De mogelijke verwarmingsbronnen (tijdsbeeld afhankelijk) verschillen in rendement en hebben daarnaast ook ieder hun eigen voor- en nadelen.

Geschiedenis:

(bron: foto - internet ?)

Aangenomen mag worden, dat verwarming bestaat sinds de mens het vuur maken heeft uitgevonden en ook wist hoe hij dit vuur bedwingen moest. Door alle tijden heen heeft zich dit primitieve vuur gehandhaafd, ondanks alle vindingen op verwarmingsgebied, zij het dan dat men deze verwarmingsbron wel steeds verder heeft geperfectioneerd.

geschiedenis kachel Oorspronkelijk bestond de verwarming uit een open vuur, geplaatst in een uitholling in de lemen vloer, in het midden van de gezamelijke verblijfsruimte van vee en mens. Een gat in het dak fungeerde als uitlaat voor de rook. Het is duidelijk dat dit geen ideale toestand was, niet alleen omdat het vertrek doorrookt werd, maar omdat het vuur in een slecht geventileerde ruimte zoveel zuurstof verbruikte, dat de bewoners daaraan te kort hadden.
Later maakte men in de vloer een dieper (as)gat waardoor er lucht onder het vuur kon komen met als gevolg een beter brandend vuur, waardoor de rook beter opsteeg.

De volgende stap in het proces was het verplaatsen van het vuur naar een wand, het afdekken van het asgat met een plaat en het plaatsen van een rookvanger boven het vuur met een verbinding naar het dak. De schoorsteen was geboren.
De ontwikkeling van de schoorsteen.

Lange tijd stookte men blokken hout en, nadat men ontdekte dat gedroogd laagveen goed kon branden, ook turf. Omdat deze brandstoffen echter steeds schaarser werden, zocht men naar een methode om zuiniger te kunnen stoken, d.w.z. om met minder brandstof een zelfde hoeveelheid warmte te kunnen opwekken. Zo ontstond de z.g. potkachel, die tevens de gelegenheid bood daarop te koken.

Na het hout en de turf kwam als vaste brandstof eerst de bruinkool en nadat de mijnbouw zich ging ontwikkelen de steenkool in verschillende kwaliteiten van magere tot vette kool met een lagere tot hogere verbrandingswaarde. Deze steenkool kon men echter door de veel grotere warmteontwikkeling niet meer in de eenvoudige plaatijzeren potkachel stoken en deze werd dan ook vervangen door de gietijzeren kolomkachel, waarin men naast hout en turf ook kolen kon stoken.
Nadat weer later de antraciet (een betere steenkoolsoort) zijn intrede had gedaan kwam de vulkachel waarin men vrij veel brandstof in kon doen en welke lange tijd kon branden. Het dagelijkse ritueel van de kachel aansteken behoorde, met een dergelijke kachel, hierna tot het verleden.
Soorten brandstof ten tijde van 1943.

Omdat een kachel altijd vrij veel plaats inneemt, ontwierp men tegelijktijd met de vulkachel en kachel die tegen de achterwand van de stookplaats kon worden gezet. Ook wel haard genoemd.

Naast de hierboven genoemde kachels voor vaste brandstoffen ontstonen er ook kachels waarin men een andere toen goedkope brandstof kon stoken n.l de huisbrandolie (petroleum). Deze kachels hadden als voordeel geen kolenopslag in de schuur, maar een tank in de tuin. Geen kolenkit om de kachel te vullen en geen asla om te legen en een constante warmte.
(het probleem van de sanering van de in de grond geplaatste opslagtanks is pas gekomen nadat deze manier van stoken niet meer werd toegepast.)

Na de aanleg van het landelijke aardgasnet heeft er een enorme verschuiving plaatsgevonden in de manier van stoken. Kolen- en oliekachels werden massaal vervangen door gaskachels. Eerst door vervanging op de plaats waar ze oospronkelijk stonden. N.L. voor de schoorsteen en na invoering van het gesloten verbrandingssysteem ook als gevelkachel. Ter gelijkertijd vond in de nieuwbouw ook grootschalig de invoering van de centrale verwarming plaats.

Open en gesloten verbrandingstoestellen algemeen:

Een open-verbrandingstoestel is een toestel dat voor de verbranding van de brandstof gebruik maakt van lucht uit de ruimte waarin het toestel staat opgesteld,

en waarbij de rookgassen in diezelfde ruimte vrijkomen (afvoerloos toestel) Bij de verbranding van gas komen stoffen vrij zoals koolzuurgas, stikstofoxide en waterdamp.
Voor de meeste toestellen geldt de verplichting ze aan te sluiten op een afvoer naar buiten. Slechts bij sommige toestellen, zoals het gasfornuis is het toegestaan die verbrandingsproducten via de directe omgeving af te voeren.
Een gasgeiser zonder directe afvoer naar buiten, zoals vroeger gebruikelijk, is derhalve niet meer toegestaan.
of via een afvoer naar buiten gaan (afvoergebonden open toestel).

Dit in tegenstelling tot een gesloten-verbrandingstoestel, dat beschikt over een eigen toevoer- en afvoerkanaal.

Veelal in de vorm van een concentrisch schouwkanaal waarbij in een buis verse lucht naar het gesloten verbruikstoestel wordt gebracht en verbrandingsgassen naar buiten worden afgevoerd.

concentrisch kanaal gesloten verbruikstoestel

Voorbeelden van een open-verbrandingstoestel zijn:
de gasboiler, de oudere CV-ketel, de geiser, de gasoven, de gaskachel, de houtkachel, de open haard, etc.

Voorbeelden van een gesloten-verbrandingstoestel zijn:
de huidige CV-ketel en de gevelkachel.

Toevoer van verse lucht voor open verbrandingstoestellen:

Open verbrandingstoestellen betrekken hun verbrandingslucht uit het vertrek waar zij staan opgesteld. Deze lucht moet voldoende "vers" zijn: ofwel voldoende zuurstof bevatten.
Bij natuurlijke ventilatie d.w.z. zowel de toevoer als de afvoer gebeuren zonder mechanische versterking (ventilators) dient de verse lucht direct van buiten te komen.

Toevoer van verse lucht gebeurt door kieren en spleten, en door geopende ramen en deuren. Maar alleen opzettelijk aangebrachte roosters en toevoerleidingen voldoen aan de voorschriften.
De openingen moeten zo geplaatst worden dat ze geen tocht veroorzaken.

Wanneer mechanisch, met wasemkap en/of ventilator, lucht wordt afgezogen uit een ruimte waarin een "open" gastoestel met afvoer naar buiten is geplaatst, moet er van buiten zonder belemmering evenveel lucht kunnen toestromen naar die ruimte als er wordt afgezogen. Dit om tegen te gaan dat lucht via het afvoerkanaal van het "open" gastoestel wordt aangezogen.

Schoorsteentrek bij vaste en vloeibare brandstoffen :

Afbeelding links schoorsteentrek bij vaste en vloeibare brandstoffen en rechts schoorsteentrek bij aardgas

Afvoer van verbrandingsgassen:

bron afbeelding: Consumentenbond uitgave "Water, elektriciteit en gas.

De afvoer van de rookgassen geschiedt door aansluiting van het verbrandingstoestel op een rookkanaal dat bestemd is voor de afvoer van verbrandingsgassen van zowel, vaste, vloeibare als gasvormige brandstoffen.

Een afvoerleiding die door een wand, vloer plafond of dak wordt gevoerd, moet beschermd tegen aantasting zijn en mag geen brandgevaar opleveren.
Op plaatsen waar de afvoer door een brandbare vloer, wand of dak wordt gevoerd moeten brandseperatieplaten worden toegepast.
Het gat voor de doorvoeren dient in middellijn altijd 10 cm groter zijn dan de buitenmiddellijn van de afvoerleiding.