alpha innotec - 432

Uitgelegd: Thermische trek

De eerste centrale verwarmingsinstallaties werden gebouwd zonder circulatiepomp. De drijvende kracht voor de stroming door dit verwarmingssysteem was het temperatuurverschil van het verwarmingswater. Warm water heeft een lagere soortelijke massa dan koud water. Anders gezegd, warm water is lichter dan koud water en als gevolg hiervan stijgt warm water en daalt het koudere water. Dit fenomeen wordt ook wel thermische trek genoemd.

In moderne verwarmingsinstallaties met circulatiepompen is thermische trek juist vaak ongewenst. In dit item gaan wij hier dieper op in, omdat dit fenomeen tot ongewenste energieverliezen kan leiden of zelfs tot comfortklachten. Voldoende redenen om dit onder de aandacht te brengen. Wij behandelen twee verschillende vormen van ongewenste thermische trek, namelijk:

  1. Ongewenste circulatie in verwarmingsinstallaties
  2. Ongewenste circulatie in één leiding
Product Manager Erwin Janssen

Erwin Janssen Product Manager

1: Ongewenste circulatie in verwarmingsinstallaties 

Deze situatie kan ontstaan in installaties waarbij zowel warm tapwater als verwarming wordt gemaakt met hetzelfde toestel. Als de warmtepomp en het warmtapwater buffervat beneden zijn opgesteld (kelder of begane grond) en de cv-leidingen naar de bovenliggende verdiepingen lopen, dan kan er tijdens warmtapwaterbereiding een ongewenste circulatie over de verwarmingsinstallatie op gang worden gebracht. Met name bij installaties waarbij de driewegklep in de retourleiding is gepositioneerd kan het vaker optreden. Warmtapwaterbereiding gaat gepaard met hoge temperaturen waardoor grote opwaartse krachten kunnen ontstaan als de aftakkende leiding in de aanvoer recht naar boven gaat, zoals in onderstaande schets (zie schema 1 + youtube video). 

De opwaartse kracht, in de aanvoerleiding naar boven, kan een circulatie op gang brengen over geopende groepen of radiatoren, die gedurende de gehele boiler opwarmtijd in stand wordt gehouden. De kan leiden tot het niet kunnen bereiken van de gewenste tapwatertemperatuur, onnodig lange draaitijden voor warm tapwater en een verhoogd energieverbruik. 

Dit alles kan worden voorkomen door een warmteslot (een thermisch sifon) te maken en een terugslagklep te plaatsen in de retourleiding bij de verdeler op de onderste verdieping (zie schema 2).

 

20221007-ISL-Projecten-00002
Schema 1 + 2
Ongewenste circulatie door thermische trek
30 cm boiler

2: Ongewenste circulatie in één leiding  

Naast ongewenste circulatie in een verwarmingsinstallatie kan er ook nog circulatie optreden binnenin een leiding. In het Duits wordt dit “Einrohrzirkulation” genoemd. Net als bij het vorige fenomeen wordt dit veroorzaakt door het verschil in dichtheid tussen warm(er) en koud(er) water en komt dit voor bij aansluitingen op warmtapwater- of cv-buffervaten binnen in de leiding. Zowel bij stijgende als liggende leidingen kan het optreden wanneer deze niet of slecht geïsoleerd zijn. 

Bij een stijgende leiding stroomt het warme water in het midden van de leiding naar boven, terwijl het afkoelende water aan de leidingwand naar beneden stroomt. Bij een liggende leiding stroomt het warme water aan de bovenzijde van de leiding uit de boiler en stroomt het afgekoelde water via de onderzijde van de leiding terug de boiler in. 

Deze vorm van thermische trek kan ook een aanzienlijk nadelige invloed hebben op de energetische prestaties van de installatie, maar kan ook eenvoudig voorkomen worden door de volgende maatregelen in acht te nemen: 

  • Isoleer de aansluitingen op de boiler en de leidingen goed. 
  • Maak een warmteslot (thermisch sifon) door de leiding direct naar beneden te leggen (minimaal 30 cm) en daarna pas omhoog. Dit geldt voor alle aansluitingen die zich in het warme deel van de boiler bevinden. (Dus ook de koud water aansluiting als die boven op de boiler zit). 
  • Leidingen