4.3.1 Subsystemen

Een warmtesysteem bestaat klassiek uit drie subsystemen:

· Warmteproductie
· Distributie
· Gebruikers

Figuur 4.3.1-1 geeft een schematische voorstelling.

Figuur 4.3.1-1: Principe-indeling van een warmtesysteem

Elk subsysteem zal kort toegelicht worden.

Warmteproductie

Warmteproductie kan op verschillende manieren gebeuren. Meest toegepast is de klassieke CV-installatie. Andere vormen van warmteproductie (zonnepanelen, warmtepompen…) laten we buiten beschouwing.

Vaak wordt de installatie van een WKK-eenheid overwogen bij de vernieuwing van de stookinstallatie. Het hanteren van het opgesteld ketelvermogen als maatstaf voor de dimensionering van de te installeren WKK is hierbij zeer gevaarlijk. De meeste stookinstallaties zijn immers overgedimensioneerd. Het dimensioneren van de WKK-eenheid op basis van deze gegevens zou aanleiding geven tot de installatie van een te grote WKK.

De overdimensionering van de ketels is een reden voor de lage seizoensrendementen van de installatie. Tabel 4.3.1-1 geeft enkele richtcijfers voor de rendementen van niet-huishoudelijke stookinstallaties.

Tabel 4.3.1-1: Jaarrendementen voor niet huishoudelijke ketels

Warmtedistributie

De warmteoverdracht gebeurt aan de hand van een thermisch medium. Voor kleinschalige toepassingen is dit meestal water. In industriële toepassingen worden ook stoom en thermische olie gebruikt als medium.
Ontwerp van distributienetten krijgt zelden de nodige aandacht: warmte- en drukverliezen en overtollige leidingen geven echter vaak aanleiding tot onnodig energieverbruik.

Het distributiesysteem zorgt voor de verbinding tussen de warmteopwekking en de warmtegebruiker en dient hydraulisch correct ingepast te worden.

Langs productiezijde kan de koppeling op drie manieren plaatsvinden (Figuur 4.3.1-2):

- Directe aansluiting (enkel circuit, vooral voor kleinere installaties)
- Open (drukloze) systemen (evenwichtsleidingen)
- Gesloten (drukgeregelde) systemen

WB: warmtebron
WA: warmteafnemer

Figuur 4.3.1-2: Koppeling productie-distributie

Langs gebruikerszijde gebeurt de koppeling aan de hand van een collector. Hier onderscheidt men de verbonden versus gescheiden systemen (figuur 4.3.1-3).

Figuur 4.3.1-3: Collectorsystemen

Warmtegebruikers

Gebruikers kunnen ingedeeld worden naargelang het temperatuurniveau:

- Zeer hoge temperatuur : 90-110°C
- Hoge temperatuur : 70-90°C (warm water)
- Middeltemperatuur : 60-75°C
- Laagtemperatuur : 40-60°C of 30-40°C (bv. vloerverwarming)
- Sanitair warm water : 45-70°C

De warmteafname wordt bepaald aan de hand van twee parameters:

- Debiet (Q)
- Temperatuurverschil over de toepassing (radiator of convector): Dt

De formule voor het thermisch vermogen is dan: P = Q.r.c.Dt

P: thermisch vermogen (J/s)
Q: debiet (kg/s)
r: soortelijke warmte (kJ/kg.K)
Dt: temperatuurverschil (K)

Hydraulisch zijn er in hoofdzaak twee types schakelingen te onderscheiden: de tweeweg- en driewegschakeling, beide met diverse varianten. De wijze van uitvoering is bepalend voor de retourtemperatuur in deellast, wat op zijn beurt een cruciale parameter is voor de inpassing van WKK.