De zwaartekrachtverwarming is een geavanceerd verwarmingssysteem dat zonder extra elektriciteit kan worden gebruikt - de verwarming genereert alleen warmte door middel van fysieke krachten. Hierdoor blijven de lopende kosten beheersbaar. Maar het historische verwarmingssysteem is erg inefficiënt.
Zwaartekrachtverwarming: de belangrijkste zaken in één oogopslag
- historisch verwarmingssysteem dat vandaag niet meer wordt geïnstalleerd
- Watercirculatie alleen door temperatuurverschil
- kan volledig zonder elektriciteit en vrijwel geruisloos worden gebruikt
- veel nadelen: inefficiënt systeem met aanzienlijk energieverlies
- zeer hoge moderniseringskosten
Hoe werkt zwaartekrachtverwarming?
Zo werkt zwaartekrachtverwarming in een notendop: warm water stijgt op en verwarmt de aangesloten radiatoren. Zodra het is afgekoeld, zakt het weer naar beneden - er ontstaat een cyclus.
Vereenvoudigde weergave van zwaartekrachtverwarming. Warm water stijgt, gekoeld water zinkt.
De ketel verwarmt het water in de verwarmingsaanvoer. Omdat warm water een lagere dichtheid heeft dan koud water, stijgt het automatisch de stijgleidingen van het verwarmingssysteem op. Er is echter niet alleen een temperatuurverschil van circa 20 Kelvin tussen de hete aanvoer en de gekoelde retour van de zwaartekrachtverwarming, maar ook een drukverschil. Deze rotatiedruk zorgt ervoor dat de aangesloten radiatoren doorstroomd worden. Hierbij geldt het volgende:
- Hoe hoger het temperatuurverschil tussen aanvoer en retour,
- hoe hoger het temperatuurniveau en
- hoe hoger de installatie is gebouwd (hoogteverschil van ketel tot radiator), hoe hoger de werkdruk.
De warmte die in de radiatoren wordt afgegeven, koelt het water weer af en de dichtheid neemt toe. De druk daalt en daardoor zakt het verwarmingswater automatisch terug naar de ketel in de retourleiding. Dit effect wordt zwaartekrachtcirculatie genoemd en dit is waar zwaartekrachtverwarming zijn naam aan te danken heeft. Omdat de fysische eigenschappen van water worden gebruikt, circuleert het volledig zonder het gebruik van een circulatiepomp. Bovenaan het systeem moet een expansievat worden geïnstalleerd.
De zwaartekrachtverwarming is ook voor leken herkenbaar: de aanvoer bestaat uit een zeer dikke buis, de retour iets dunner. Dus als je een heater voor je hebt waar de aanvoer en retour verschillend gedimensioneerd zijn, is het waarschijnlijk een oude zwaartekracht heater.
Bij zwaartekrachtverwarming blijft de watertemperatuur bij elke radiator waardoor het stroomt verder dalen, waardoor het water terugstroomt naar de ketel.
Zwaartekrachtverwarming: vereisten voor installatie
De basisvoorwaarde voor de werking van zwaartekrachtverwarming is het hoogteverschil tussen de ketel en de radiator (en). De ketel moet het laagste punt in het systeem zijn, terwijl de radiatoren zo hoog mogelijk moeten hangen. Als beide elementen op een horizontaal vlak staan, zal zwaartekrachtverwarming niet werken. Deze vereiste vereist ook een nauwkeurige ontluchting van het systeem. Omdat lucht een lagere dichtheid heeft dan warm water, stijgt het ook en blijft het in de hoogste radiator. Het gevolg van elke radiator die niet wordt geventileerd, is bekend: hij blijft koud. Daarnaast moeten de radiatorthermostaten een lage weerstand hebben. Omdat de verwarming alleen goed werkt als er een zeer hoge aanvoertemperatuur wordt gegenereerd,de verwarmingsmethode is niet geschikt voor verwarmen met vloerverwarming, bijv. vloerverwarming. Een werking als energiezuinig lagetemperatuursysteem is simpelweg niet mogelijk.
De nadelen van zwaartekrachtverwarming
De zwaartekrachtverwarming is sinds de jaren tachtig bijna uitgestorven. Het grote voordeel van stroomloos werken weegt niet op tegen vele nadelen:
- hoge systeemtraagheid
- zeer hoge systeemtemperatuur, dus ook een overeenkomstig brandstofverbruik
- duur pijpleidingennetwerk, omdat de leidingen een grote doorsnede moeten hebben
- enorm watervolume binnen het systeem
- Energieverlies door ongebruikte warmte
- Als er geen temperatuurverschil is tussen aanvoer en retour, stopt de watercirculatie
Bestaande systemen zijn en worden achteraf uitgerust met pompen om het systeem minder traag te maken. Vanwege de invloed van de zwaartekracht zijn echter speciale modellen met een zwaartekrachtrem vereist.
Efficiëntie en toepassingsgebieden van zwaartekrachtverwarming
De vraag naar de energie-efficiëntie van zwaartekrachtverwarming moet worden genegeerd. Omdat: Dit systeem is niet efficiënt vanwege de brandstof die het gebruikt, de hoge aanvoertemperaturen en het energieverlies! Als je kijkt naar de eisen van de Energiebesparingsverordening (EnEV), kan zwaartekrachtverwarming hier niet aan voldoen. Een nieuwbouw als efficiencywoning is met deze verwarming niet mogelijk.
Niettemin heeft het zijn charme: door de stroomloze werking zou het kunnen worden gebruikt op plaatsen waar geen elektriciteit is of alleen een onbetrouwbare stroomvoorziening, zoals in gebieden zonder energie-infrastructuur (bijvoorbeeld in de bergen).
Zwaartekrachtverwarming: de kosten in één oogopslag
Aanschafkosten en conversiekosten
Aangezien er tegenwoordig geen nieuwe installatie meer wordt uitgevoerd, is het niet mogelijk om lopende acquisitiekosten op te geven. Door de grote buisdoorsnede en de overeenkomstig dikke buizen mag worden aangenomen dat de installatie duur is. Bestaande systemen worden doorgaans niet onderhouden, maar indien mogelijk bij een defect omgebouwd naar een gepompt warmwatersysteem. Hiervoor wordt een zwaartekrachtremmende circulatiepomp gebruikt. Bovendien wordt het expansievat dat op het hoogste punt van het systeem is geïnstalleerd, verwijderd en worden een membraanexpansievat en een veiligheidsklep toegevoegd. Dit klinkt niet bijzonder complex, maar het achteraf inbouwen van bestaande systemen kan zeer snel erg duur worden. Afhankelijk van de grootte van de verwarmingsinstallatie en de mate van modernisering komen er enkele duizenden euro's bij elkaar.Er zijn geen grenzen aan de top. Conversiekosten van 20.000 euro zijn niet ongewoon.
bedrijfskosten
Als de zwaartekrachtverwarming nog functioneert, is er een hoog brandstofverbruik. De gebruiker van het systeem moet ervoor zorgen dat de watertemperatuur altijd hoog genoeg is zodat het temperatuurverschil en de rotatiedruk behouden blijven. Als het systeem afkoelt, komt de circulatie tot stilstand en moet deze eerst weer energie-intensief worden gestart. Er zijn natuurlijk geen elektriciteitskosten omdat de zwaartekrachtverwarming geen elektriciteit nodig heeft.
Vergelijk het rendement en de kosten van zwaartekrachtverwarming met andere soorten verwarming in ons compacte verwarmingsoverzicht.
Zwaartekrachtverwarming: wettelijke voorschriften en financiering
De installatie van een verwarming op basis van het zwaartekrachtprincipe is niet verboden. Op voorwaarde dat de wettelijke bepalingen zoals de regelgeving voor de implementatie van de Federal Immission Control Act (BImSchG) worden nageleefd, spreekt theoretisch niets zich tegen een nieuwe installatie. In de praktijk bouw je echter geen nieuw systeem meer door gebrek aan energie-efficiëntie.
Er zijn geen financieringsprogramma's voor zwaartekrachtverwarming, maar wel om het systeem om te bouwen naar moderne en efficiënte systemen. Sinds januari 2020 hebben KfW en het Federaal Bureau voor Economie en Exportcontrole (BAFA) de financieringsvoorwaarden verhoogd. Bij bestaande systemen is het raadzaam om te kijken tegen welke kosten het systeem individueel kan worden gemoderniseerd en welk krediet of subsidie voor het nieuwe systeem kan worden goedgekeurd.
