Energiebewust stoken? Dit moet je weten over warmteoverdracht
Wanneer je de thermostaat hoger zet, voel je in de ene woning duidelijk een bron van warme lucht en in de andere wordt het lekker warm zonder dat je enig idee hebt waar de warmte vandaan komt. Wil je echt optimaal kunnen profiteren van de specifieke eigenschappen van je verwarmingssysteem, dan helpt het als je begrijpt hoe warmteoverdracht werkt. ID.nl legt het je uit.
Ook interessant voor jou: Dit is de ideale temperatuur voor in huis.
Veel mensen denken dat de warmte die ze voelen altijd hetzelfde is, of die warmte nu afkomstig is van een radiator, van een convector, van een straalkacheltje of van vloerverwarming. Dat klopt niet. Misschien hebben je opa of oma ooit weleens gezegd dat de warmte van hun oude kolenkachel toch anders aanvoelt dan de warmte van een radiator of vloerverwarming. Onzin? Nee, ze hebben écht gelijk.
Het is een natuurwet dat warmte, of energie, zich altijd verplaatst van een plaats met een hogere temperatuur naar een plaats met een lagere temperatuur. Die warmteverplaatsing kan slechts op drie manieren gebeuren: geleiding (conductie), stroming (convectie) en straling (radiatie). Deze drie manieren van warmteoverdracht hebben ieder hun voor- en nadelen. Het is zo dat de warmte die we voelen meestal een combinatie is van alle drie manieren, maar bij de ene verwarmingstechniek zal bijvoorbeeld straling overheersen en bij de andere convectie.
De warmteoverdracht gebeurt door geleiding (conductie), stroming (convectie) en straling (radiatie).
Geleiding of conductie
Geleiding is de overdracht van warmte doordat objecten fysiek contact met elkaar maken. Als je met de blote voeten op een koude vloer staat, krijg je het koud. We warmen onze huizen niet op door geleiding, maar binnenin de verschillende verwarmingstoestellen gebeurt wél geleiding. Een plaatstalen radiator neemt zeer snel de temperatuur over van het water dat door de leidingen stroomt. De snelheid waarmee de warmte wordt overgedragen is afhankelijk van de thermische weerstand, of de warmteweerstand. Water en staal zijn goede warmtegeleiders en hebben een lage thermische weerstand. Wanneer er lucht in de radiatoren of in de verwarmingsleidingen komt, zullen ze nauwelijks warm worden, omdat lucht een hoge thermische weerstand heeft. Anders gezegd, lucht isoleert prima. Regelmatig ontluchten dus met behulp van een ontluchtingssleutel. Ook vloerverwarming moet je ieder jaar rond het einde van de herfst even ontluchten.
Lucht in de leidingen verstoort de warmteoverdracht in de leidingen.
Stroming of convectie
Bij convectie wordt de lucht in de kamer verwarmd. De warme lucht stijgt tot het plafond, koelt af en zakt opnieuw. Hierdoor krijg je luchtcirculatie. Dit heeft als gevolg dat je behoorlijke temperatuurverschillen kunt meten tussen de vloer (kouder) en het plafond (warmer). Het verschil in temperatuur kan tot wel 6°C oplopen. In moderne gebouwen met een open traphal en een mezzanine zal men daarom convectoren afraden. De warme lucht zal vooral naar de hoger gelegen ruimtes stijgen.
Bij een convector stroomt warm water onderaan door een smalle buis die omgeven is door lamellen. De lamellen vergroten het contact met de lucht en doen tegelijk dienst als warmtewisselaar. Een voordeel is dat je convectoren in de vloer kunt inbouwen bij grote raampartijen en schuifpuien. Daar geven ze warme lucht af in de vorm van een luchtsluier. De warme lucht stijgt recht naar boven op uit de convectorput tegen het raam. Wanneer de lucht afkoelt, daalt die meteen weer in de convector om opnieuw te worden opgewarmd. Op die manier blijft de warme luchtsluier circuleren en voorkom je een koude luchtstroom aan de ramen.
Convectoren warmen sneller op en koelen sneller af. Door de snelle opwarming kun je de verwarming met convectoren sneller regelen. Je moet convectoren wel vaker schoonmaken omdat ze veel stof aantrekken vanwege de luchtstroom. Door de aanhoudende luchtcirculatie is deze verwarming niet ideaal voor wie last heeft van een stofallergie.
Vaak plaatst men een convectorpunt bij ramen.
Straling of radiatie
Het mooiste voorbeeld van een stralingsverwarmer is de zon. Op een windstille winterdag in de volle zon kan het heerlijk zijn. Hoewel de luchttemperatuur laag blijft, zorgt de straling van de zon dat we het toch lekker warm krijgen en als er ook nog sneeuw ligt, dan versterkt dit de straling door weerkaatsing. Net als bij de zon zal een verwarmingssysteem op straling de lucht niet opwarmen, maar wel de objecten en de mensen in de ruimte – zoals de vloer, de muur en de meubels. Infraroodstraling is een directe verwarming, bij convectie moet eerst de lucht worden verwarmd. Bij straling heb je ook geen luchtcirculatie nodig. Vloerverwarming is gebaseerd op stralingswarmte en ook radiatoren geven voornamelijk straling af. De eerste werkt op lage temperatuur, de tweede op hoge temperatuur.
Alles wat warm is, zendt infraroodstraling uit. Wanneer een vloer wordt opgewarmd door verwarmingsbuizen, of door elektrisch opgewekte warmte, dan zal die vloer infrarode straling produceren. Tot ongeveer 100°C zendt een warmtebron uitsluitend langgolvige infraroodstralen uit. Dat is voor ons interessant, omdat onze huid 98% van de langegolfstralen absorbeert en omzet in warmte.
Er is wel een nadeel: straling werkt in één richting. Wanneer er een object tussen jou en de stralingsbron staat, dan zorgt dit voor een schaduw waardoor de straling bijna volledig wegvalt. Je merkt dit bijvoorbeeld zelf al wanneer je voor een straalkachel of infraroodstraler gaat staan. Dan is je buik bijvoorbeeld warm, maar je rug koud.
Vloerverwarming werkt op basis van straling.
Infraroodmatten
Als uitsmijter willen we verwarring voorkomen. Naast het traditioneel systeem van vloerverwarming met warm water dat door de leidingen in vloer loopt en dat dus infraroodstraling produceert, is er ook ‘infrarood vloerverwarming’ op de markt. Dat zijn verwarmingsmatten of folies die rechtstreeks onder de tegels of laminaat worden aangebracht. Door die matten of folie wordt elektriciteit geleid om infraroodstraling op te wekken. Dit is een dun systeem, met lage opbouwhoogte, dat dus vooral geschikt is voor renovatie. Deze matten produceren snel warmte en zijn zuinig voor oppervlakken kleiner dan 10 m2. Voor grote ruimtes heb je te veel energie nodig en ben je goedkoper uit met een andere manier van verwarming.
De infrarood vloerverwarming is geschikt voor kleine ruimtes.
Powered by
Bekijk de hele ID.nl video-collectie over Verwarming op YouTube.