- Energie besparen
- Vloerverwarming
- Renovatie
Vloerverwarmingssystemen: 4 dynamieken vergeleken
De technische vooruitgang in vloerverwarmingssystemen en radiatoren heeft de afgelopen jaren geleid tot rendementswinst en een ander dynamisch gedrag van de verwarmingselementen in regelkringen. Om een duidelijk beeld te krijgen van het thermische gedrag van de verschillende moderne vloerverwarmingssystemen lieten we een dynamische simulatie uitvoeren van vier verschillende systemen. Dat gaf ons belangrijke inzichten in de verschillende opwarmtijden en de impact van vloerbedekkingen.
Hoog rendement
Een van de belangrijkste voordelen van een vloerverwarmingssysteem is het hoge rendement dankzij de zelfregulerende effecten. Dat zorgt ervoor dat een ruimte niet meteen te warm wordt als er een extra warmtebron wordt ingeschakeld of de zon schijnt. Om de gewenste warmteafgifte te leveren, moet het temperatuurverschil tussen de lucht in de kamer en het vloeroppervlak eerder klein zijn bij een groot verwarmingsoppervlak. Dus als de kamertemperatuur stijgt, neemt het temperatuurverschil sterk af zonder dat de temperatuur van het vloeroppervlak aanzienlijk hoeft te veranderen. Zo wordt het energieverbruik tot een minimum beperkt.Oude versus nieuwe vloerverwarmingssystemen
Vroeger duurde het bij vloerverwarmingssystemen relatief lang om de temperatuur te regelen in vergelijking met radiatoren. Zo warmt een appartement met radiatoren na een wintervakantie relatief snel op, terwijl vloerverwarming meer tijd nodig heeft om de ingestelde temperatuur te bereiken. Dat komt door de relatief grote thermische opslagmassa. Gelukkig heeft de verwarmingstechnologie een lange weg afgelegd. Dankzij de simulatie die we door de Technische Universiteit van Dresden lieten uitvoeren, konden we aantonen dat moderne, uiterst dynamische vloerverwarmingssystemen even snel kunnen reageren als radiatoren. Dat is een groot voordeel in thermisch gevoelige gebouwen of op plaatsen waar in wisselende regimes wordt verwarmd.Opzet simulatie
In de simulatie werden de opwarmtijden van vier verschillende vloerverwarmingssystemen onder verder identieke omstandigheden berekend. De bedoeling was om indicaties te vinden die het keuzeproces optimaliseren, met name bij nieuwbouw of goed geïsoleerde oude gebouwen. Als basis diende een vaak gebruikt standaard vloerverwarmingssysteem bestaande uit een isolatielaag, verwarmingsleidingen en een vloeibare dekvloer met een totale dikte van 65 mm. Dat werd vergeleken met drie vlakke systemen die ook geschikt zijn voor renovaties.Een klassiek renovatiesysteem zonder isolatielaag (clickjet S) werd vergeleken met het klettjet R-systeem met isolatie als zeer dynamisch systeem in natte constructies. Voor beide systemen is de dekvloerlaag voor de berekening 21 mm dik. Het vierde systeem in de vergelijking was de ts14 R voor droogbouw, die ook uiterst dynamisch is. Met inbegrip van de vloerbedekking die rechtstreeks op de systeemplaten en de isolatielaag is gelegd, heeft dit systeem een totale opbouwhoogte van slechts 35 tot 40 mm. Doordat het zo weinig weegt, is het systeem geschikt voor bijna alle renovatieprojecten. Naast de geringe opbouwhoogte zorgen de warmtegeleidende aluminiumplaten van de ts14 R, die stevig vastgelijmd zijn aan de isolatie, voor een snelle en gelijkmatige warmteverdeling over de vloer.
In eerste instantie werd voor alle vier de vloerverwarmingssystemen gekozen voor een tegelbekleding.
Belangrijke verschillen
De wetenschappers van TU Dresden simuleerden de opwarmtijden van het vloeroppervlak voor een temperatuurstijging van 15 naar 24°C, met systeemtemperaturen van 35/28°C. Het standaard vloerverwarmingssysteem had 5,6 uur nodig om op te warmen, terwijl dat bij het renovatiesysteem zonder isolatie (clickjet S) slechts 3,8 uur was, gevolgd door het klettjet R-renovatiesysteem met 3,0 uur. Het cruciale verschil tussen deze twee systemen bleek de isolatielaag, die in het geval van de klettjet R het warmteverlies verminderde en zo de reactietijd verhoogde. De ts14 R kwam met een opwarmtijd van slechts 2,1 uur als beste uit de simulatie. Dat betekent dat de verhouding van de opwarmtijden tussen het standaard vloerverwarmingssysteem en de ts14 R ongeveer 2,7 bedraagt voor de tegelvloer.Belangrijk om daarbij te vermelden is het relatief grote temperatuurverschil tussen het begin en het einde van de opwarmfase en de lage systeemtemperatuur die zowat het worstcasescenario vormen over het volledige temperatuurbereik en dus ook de interpolatie van kleinere temperatuurschalen en -verschillen mogelijk maken.
De impact van vloerbedekking
Hoewel in eerste instantie werd gekozen voor een tegelbedekking, werd de reeks simulaties herhaald met verschillende vloermaterialen om na te gaan hoe de vloerbedekking de opwarmtijden beïnvloedt. De langste opwarmtijden zijn vastgesteld voor parketvloeren. Daar had het standaard vloerverwarmingssysteem 8,9 uur nodig voor de verwarmingsfase van 15 naar 24°C, terwijl dat bij de ts14 R slechts 4,1 uur duurde. Voor tapijtvloeren lagen de vastgestelde tijden tussen de waarden voor tegel- en parketvloeren.Opvallend is ook dat de hogere thermische weerstand van parket zorgt voor een gelijkmatigere oppervlaktetemperatuur en dus een lager temperatuurverschil, hoewel de opwarmtijden bij parket wel aanzienlijk langer zijn dan bij tegels. Dat betekent dat de combinatie van parket en vloerverwarming een hoger thermisch comfort biedt zodra de ingestelde temperatuur is bereikt.