Geschiedenis en evolutie van de centrale verwarming

Voordat in huizen een centrale verwarmingssysteem beschikbaar kwam, zijn heel wat andere verschillende verwarmingsbronnen gebruikt. Daarnaast heeft het centrale verwarmingssysteem een grote evolutie meegemaakt. In dit artikel bespreken we in vogelvlucht deze evolutie.

Pre-centrale verwarming tijd

Voordat de centrale verwarming beschikbaar kwam, had een gebouw in iedere ruimte, waar dat gewenst was en men dit zich financieel kon permitteren, een kachel. In die tijd meestal kolen, wellicht al (stook)olie en later zelfs stadsgas gevolgd door aardgas. Die "lokale" verwarming, die plaatsvond door het verbranden van fossiele brandstoffen, vond dus decentraal, in de ruimte zelf plaats. De centrale verwarming verplaatste de plaats waar de verbranding plaatsvond, de warmte werd geproduceerd, naar een centrale plaats. Vanuit die ruimte moest de warmte verspreid worden naar de ruimtes die verwarmd moeten worden.

Eerste generatie cv-ketels: zonder waterpomp

De eerste centrale verwarmingen werd vooral in grote gebouwen geïnstalleerd. Denk aan kantoren, scholen en dergelijke. Deze eerste versie werkte zonder waterpomp. Het water werd "rondgepompt" doordat warm water lichter is, dus stijgt en koud water zwaarder is dus daalt. Deze manier van "rondpompen" is gebaseerd op het convectie principe. De cv-ketel moest daarom verplicht onder de laagste radiator staan. Dus meestal in de kelder. Grootste nadeel van dit type verwarming is dat de doorstroming van het warme water zeer traag was en uren van te voren de cv-ketel aangezet moesten worden om te zorgen dat het in de ochtend redelijk warm was. Daarnaast moesten de cv-pijpen een zeer grote doorsnede hebben om de circulatie niet te veel weerstand te bieden. Het water werd in de cv-ketel zeer heet gemaakt, want, hoe heter hoe beter/sneller de circulatie / convectie werkte.

Tweede generatie cv-ketels: ketel met waterpomp, en aan/uit thermostaat

Dit type centrale verwarming werd vanaf ongeveer 1965 in Nederland geïnstalleerd. Deze ketel had een waterpomp en kon daardoor snel het hete water naar alle radiatoren pompen. Omdat de pomp voor druk zorgde had dit type centrale verwarming twee unieke eigenschappen ten opzichte van de eerste generatie.

De cv-ketel hoefde niet meer in de kelder te staan, zelfs boven de hoogste radiator, dus op zolder, was mogelijk. Daarnaast kon de doorsnede van de cv-pijpen drastisch afnemen doordat de waterpomp voldoende druk kon opbouwen om het hete water naar alle radiatoren te pompen.

Kenmerkend voor de deze 2e generatie ketels was dat in de huiskamer een thermostaat (temperatuur afhankelijke schakelaar) werd aangebracht die de ketel op afstand "aan" zette als het te koud werd, of weer "uit" als het warm genoeg was. Nadeel van deze aan/uit ketels dat de temperatuur in het huis flink schommelde. De ketel stond op vol vermogen te branden en werd het snel te heet, of de brander was uit en dan daalde de temperatuur snel en was het vaak net te koud.

Pompschakelaar: een energiebesparende maatregel

In de jaren zeventig van de vorige eeuw, gedreven door het zoeken naar energiebesparende maatregelen vanwege de energiecrisis, werd de "pompschakelaar" erg populair. Dit was een apparaatje waardoor de waterpomp, die het water door de cv-installatie voortstuwt, enkele minuten langer bleef doordraaien nadat de cv-ketel was afgeslagen.

Wanneer de cv-ketel afsloeg bevond zich in de ketel en leidingen zeer heet water, destijds rond de 90° Celsius. Deze warmte kwam niet terecht in de op te warmen ruimten. Door het cv-water nog enige tijd rond te pompen werd die energie grotendeels afgegeven op nuttige plaatsen.

Derde generatie cv-ketels: ketels met modulerende gasbranders

Vanaf ongeveer 1980 hadden de meeste cv-fabrikanten modulerende cv-ketels in haar assortiment. Dit type ketel, feitelijk de gasbrander, was in staat naast de uit stand, dus geen vlammen, of volledig vermogen, dus vlammen op de hoogste stand, ook de vlamhoogte terug te regelen tot bijvoorbeeld half vermogen. Een cv-ketel met een grote gasbrander die op een klein vermogen werkt, zal efficiënter de vrijgekomen warmte kunnen benutten. Hierdoor werd het energie verbruik verlaagt en tegelijkertijd stijgt het comfort voor de eigenaar.

Deze energiebesparende ketels waren het antwoord op de steeds maar stijgende prijs van de olie en de daaraan gekoppelde gasprijs in de jaren zeventig (de energiecrisis). Een moderne gasbrander is in staat de warmteafgifte terug te regelen (moduleren) van 100% tot zo'n 23%. De kunst is om je huis te verwarmen met een cv-ketel die in de laagste modulatiestand voldoende energie afgeeft om je huis op temperatuur te houden. Op die manier bereik je het hoogste rendement.

Vierde generatie cv-ketels: condenserende gasbranders

Bij de condenserende gasbrander wordt de restwarmte die zich bevindt in de waterdamp die ontstaat bij de verbranding van gas, teruggewonnen door de afvalgassen af te koelen en de warmte af te geven aan het cv-water. Samen met alle andere energiebesparende maatregelen is het rendement van de cv-ketel tegenwoordig 96% of meer. Dit houdt in dat van de potentiële energie die zich in gas bevindt maar 4% verloren gaat.

Ketels die een rendement behalen van 90% (HR100) of meer worden hr ketels genoemd. Deze afkorting staat voor Hoog Rendement ketel. Deze hr ketels verbruiken minder gas bij gelijkblijvende warmteafgifte, besparen dus energie en zijn goedkoper in gebruik.

Lage temperatuur verwarming

Traditionele cv-installaties gebruikten een watertemperatuur van 90 graden Celsius. Door gebruik te maken van een lage watertemperatuur is minder energie nodig voor de verwarming. Dit wordt een LTV genoemd, een lage temperatuur verwarming. Deze LTV is zelfs noodzakelijk bij gebruik van stadsverwarming of bij gebruik van een warmtepomp. Een LTV installatie kan tevens gebruik worden om het huis te koelen.

Verdere optimalisaties

Vele maar zeker niet alle cv-ketels hebben tegenwoordig een modulerende waterpomp. Dit bespaard niet alleen energie maar voorkomt onnodig geruis in de radiatoren en verwarmingsbuizen.

Vanaf 2015 is een Europese wet van toepassing die fabrikanten verplicht om nieuwe cv-ketels te leveren met een energiezuinige modulerende pomp.