Het ontwerpen van een goede vloerverwarming

Voorwoord

Veel mensen denken te gemakkelijk over vloerverwarming. Een paar slangen in de vloer, aansluiten op de CV, en klaar. Zo makkelijk is het niet. Er dient vooraf goed gerekend worden, en de juiste materialen dienen bewust gekozen te worden. Zo is een zandcement afwerkvloer goedkoop, maar een monolithische vloer (gevlinderd beton) is veel dichter en kan meer vermogen leveren (probeer het maar met de vloerverwarmingstool). Wat ook nogal eens gebeurd, dat de aannemer de draagvloer (bijvoorbeeld een broodjesvloer) zeer slordig aanlegt. Soms zit er nog een beetje beton in de betonwagen, en is het niet de moeite om dat mee terug te nemen, dus wordt dit nog even in de vloer gedumpt. Of andersom, er is net iets te weinig beton besteld. Dan wordt de wel geleverde beton zo goed mogelijk verdeeld, maar vaak ontkomt men er niet aan dat het berg en dal is. De aannemer vindt dit meestal geen probleem. Er komt tenslotte toch nog een dekvloer op, waarmee men alle oneffenheden kan egaliseren. Het komt voor dat op sommige plekken de vloer 16 cm dik is, en op andere maar 8 cm. Dit soort zaken dient men te voorkomen. Het beste is dat de draagvloer ook mooi egaal waterpas wordt aangelegd. Daarop kan dan goed nog een laag isolatie op aangebracht worden (bijvoorbeeld noppenplaten) en daarop de afwerkvloer. Men kan nu de afwerkvloer met gelijke dikte storten, en dan bij voorkeur zo dun mogelijk, zodat de vloerverwarming snel zal reageren en goed te regelen is, en de warmte gelijkmatig over de vloer verdeeld zal worden, mits uiteraard de buizen ook correct geplaatst zijn. Het is verstandig om de ruimte in te delen in verschillende vlakken, waar men een slakkenhuispatroon hanteert om de buizen te leggen. Eventueel op bekende koude plekken (bijvoorbeeld bij openslaande tuindeuren) daar de warme leiding eerst naar toe laten lopen volgens het meanderpatroon. De diameter van de buis is ook belangrijk. In de meeste gevallen zal een kunststofbuis van 16x2 volstaan. Wil men echter in de toekomst ook vloerkoeling toe gaan passen, dan is het verstandig om een grotere diameter te nemen. Weet men het nog niet? Pas dan altijd een grotere diameter toe. De kosten zullen hoger zijn, maar bedenk dat een vloer er uithakken en opnieuw storten omdat de slangen te klein zijn een veelvoud hier van kost. Bedenk ook dat het verstandig is de buislengte van een zone niet te lang te maken. Vaak adviseert men om een vloerverwarmingsgroep niet langer dan 100 m te maken. Beter is het om het nog korter te houden, bijvoorbeeld ongeveer 60 meter lengte. Hoe korter de leiding, des te minder weerstand die heeft, en des te minder hard hoeft de vloerverwarmingspomp te werken. Ook het comfort zal hoger zijn, want naarmate de leiding langer wordt, koelt het water meer af. Beter 8 korte groepen dan 4 groepen met lange leidinglengtes. Men dient vooraf dus een goede indeling te maken en dan groepen maken met ongeveer dezelfde leidinglengtes. Er bestaan goede softwaretools voor die dit klusje kan klaren. Vergeet ook niet te controleren of de warmteopwekker (cv-ketel of warmtepomp) past op de vloerverwarming. Veel cv-ketels leveren minimaal 8 kW. Als de vloer dan 2 kW vraagt, gaat de cv-ketel pendelen (aan/uit/aan/uit). Hierdoor verslijt de cv-ketel extra snel, en zal de energierekening hoog zijn. Als men geen nieuwe warmteopwekker wil kopen, dan kan men dit oplossen door een buffervat met twee sensoren te plaatsen. De warmteopwekker vult dit vat met warm water en stopt dan. De vloerverwarming haalt het warme water uit het buffervat. Als het buffervat te ver afgekoeld is (sensor2), dan zal de warmteopwekker het buffervat weer opwarmen (sensor 1). Past men geen buffervat toe dan is het modulatiebereik, en zoals reeds vermeld, het minimaal te leveren vermogen van de opwekker van belang. Voordelen vloerverwarming:

• Zuiniger als men vaak thuis is
• Mogelijkheid tot koeling
• Behaaglijke warmte

Principe vloerverwarming

In het hydraulisch principeschema hiernaast ziet men een warmteopwekker getekend (dat kan een cv-ketel of warmtepomp zijn). Het warme water wordt naar poort A van een drieweg mengklep geleid. Daar wordt, indien nodig, kouder water dat retour uit de vloerverwarming komt, bijgemengd en via poort AB door de pomp naar de vloerverwarming getransporteerd. De sensor die de mengklep regelt dient tussen de pomp en de vloerverwarming te zitten. Het stroomverbruik van de servomotor op de mengklep is minimaal. Vaak zal hij in een vaste positie staan, en af en toe moet hij de menghendel iets verstellen. Moderne vloerverwarmingssytemen werken vaak niet meer met een mengklep maar met een thermostatisch regelventiel. Het principe blijft hetzelfde: Een constante temperatuur van het water wat de vloerverwarming in gaat.

Soorten vloeren

Een tegelvloer in cement werkt het beste met vloerverwarming. De warmteafgiftecoëfficiënt is gunstig laag (vergelijk steen λ=0.02, hout=0.07), waardoor de warmteoverdracht goed plaats vind. Andere materialen zijn ook geschikt, zoals laminaat of parket, maar door de grotere overdrachtsweerstand zal de vloer traag reageren, zowel bij opwarmen als afkoelen. Hier kan men rekening mee houden bij het programmeren van de thermostaten. Waar men geen rekening mee kan houden is bijvoorbeeld het snel opwarmen van een ruimte door een grote raampartij waar de zon zijn warmte door naar binnen straalt. In dat soort gevallen is het vloerverwarmingssysteem te traag om daar op te anticiperen. Isolatie onder de vloerverwarming is van groot belang, omdat anders de warmte naar de onderkant afstraalt. Het is niet de bedoeling om de kruipruimte te verwarmen. De tool op deze website rekent niet met isolatiewaarden.
Ook in bestaande (zand-cement)ondervloeren kan men vloerverwarming realiseren. Men freest dan sleuven in de bestaande beton waar de vloerverwarmingsslangen in komen. Isolatie dient dan onder de vloer in de kruipruimte aangebracht te worden. Dit laatste is niet altijd mogelijk. Zonder isolatie daalt het rendement van de vloerverwarming.

Dimensioneren vloerverwarming

Met een transmissieberekening wordt bepaald hoeveel verwarmingsvermogen nodig is voor een bepaalde ruimte bij een buitentemperatuur van – 10 °C. Stel dat een woonkamer van 50 m² volgens de transmissieberekening 2,5 kW nodig heeft om deze op te warmen. Dit betekend 2500/50=50 W/m². Een ideale ΔT voor vloerverwarming = 5. Met de vloerverwarmingstool elders op deze website, kan men dan ‘spelen’ met temperatuur en soorten vloer om tot een goede configuratie te komen. Uit te rekenen valt ook hoeveel slang er benodigd is, en hoe ver die uit elkaar dient te liggen. Dat gaat niet met deze tool, maar veel leveranciers hebben dit geautomatiseerd, en genereren zo een compleet legplan voor een specifieke situatie. Een paar tips: Leg geen slangen onder keukenkastjes en dergelijke. Neem wel de vermogensvraag van de gehele ruimte, maar tel de keukenkastjes niet mee in het bepalen van de oppervlakte. Op koude plaatsen altijd het eerste (warmste) stuk buis leggen, gezien vanaf de vloerverwarmingsverdeler.

Vloerverwarmingsverdeler

We onderscheiden grofweg twee types:
De open verdeler: Deze bestaat uit verdeelbalken, een menger en een circulatiepomp. Het warme water uit de warmteopwekker wordt gemengd met het koudere water wat terug komt uit de vloer en wordt dan weer geïnjecteerd in de aanvoerleiding van de vloer. Op deze manier kan men de aanvoertemperatuur die de vloer in gaat constant laag houden. Deze temperatuur wordt geregeld door een thermostatische mengkraan of door een driewegmengklep voorzien van servomotor. Veel mensen kennen de thermostatische mengkraan van de badkamer om een constante temperatuur van het water te bewerkstelligen tijdens het douchen. De kraan voor de vloerverwarming doet precies hetzelfde.
De gesloten verdeler: Is de warmteopwekker in staat om ook lage temperaturen te genereren (warmtepompen en sommige cv-ketels kunnen dat) dan kan men volstaan met de verdelerbalken. De pomp van de warmteopwekker moet dan voldoende krachtig zijn om het water door de vloerverwarmingsslangen te transporteren.
Voorbeeld:
Een ruimte heeft 2,5 kW nodig. We werken met een aanvoertemperatuur van 35 en een retourtemperatuur van 30 °C. Om dit te bereiken moeten we 440 liters water per uur laten circuleren (flow). De flow kan men eenvoudig met onderstaand programma berekenen:

Men dient te controleren of de pomp van de warmteopwekker dit kan leveren.

Vloerverwarmingsregeling

Op de verdelerbalk zitten inregelkranen met soms ook flowmeters. De flowmeters kan men gebruiken bij het inregelen van de vloerverwarming met de inregelkranen. Zodra dit gebeurt is laat men de kranen in deze positie staan. Regelen gebeurt dan met het gezamenlijke ventiel (of de driewegklep) op de menginrichting. Deze wordt aangestuurd door een kamerthermostaat. Wil men per groep regelen dan kan men op de inregelkranen servomotors plaatsen die aangestuurd worden door een of meerdere kamerthermostaten (zoneregeling). Deze methode wordt vaak gebruikt als men verschillende afzonderlijke ruimtes apart wil regelen. De vloerverwarmingsregeling staat los van de regeling van de warmteopwekker.

De vloerverwarmingspomp

Moderne vloerverwarmingspompen werken met autoadapt om de optimale drukcurve van de pomp te vinden. Dat betekend dat het toerental varieert en zo altijd in de optimale instelling draait. Dit betekend ook dat de pomp dan het meest energiezuinig draait. Soms wil men toch een constant toerental van de pomp. Bij vloerverwarming is dat ook geen slecht idee. Men kan dan de pomp zo instellen dat de berekende flow zoveel mogelijk benaderd wordt. Als de pomp op een houten wand is gemonteerd zal deze soms meetrillen met het toerental van de pomp. Een vast toerental kan dan een goede optie zijn (mits de wand natuurlijk niet juist bij dit toerental meetrilt) om geluidsproblemen te verhelpen. Aan de hand van de pompcurve kan men dan de pomp correct instellen. Onderstaand als voorbeeld de curve van een Grundfoss Alpha3 15-40 pomp.

Met hoge elektriciteitsprijzen verdienen deze zuinige pompen zich snel terug. Kiest men toch voor een pomp zonder deze mogelijkheden, dan is een eenvoudig gelijkstroompompje met het juiste toerental voor uw situatie ook een goede oplossing.

De warmteopwekker

De warmteopwekker kan een warmtepomp zijn of een cv-ketel. Er zijn zelfs al cv-ketels die op hout, olie, waterstof of elektriciteit worden gestookt. Maar meestal zal dat aardgas zijn. Belangrijk zijn de volgende zaken:

• Stel de tijd waarbinnen de ketel mag herstarten zo ruim mogelijk in, of indien dat niet mogelijk is, blokkeer met een elektronische schakeling de ketel een aantal minuten.
• Pas een kamerthermostaat toe: Zolang de kamer op temperatuur is blokkeert de kamerthermostaat het inschakelen van de ketel.
• Plaats een buffervat tussen cv-ketel en vloerverwarming. Regel deze zodanig dat de ketel pas uitschakelt als het water in het vat helemaal opgewarmd is, en pas weer inschakelt als deze nagenoeg helemaal afgekoeld is. Dit doet men meestal met een ΔT-regelaar met twee sensoren.
• Koop een nieuwe cv-ketel met een lager vermogen en groot modulatiebereik.

Vullen en ontluchten

Gebruik bij voorkeur ontkalkt water als vulwater

Inregelen

Verduurzaam uw huis
in 10 stappen. De energietransitie van uw woning.

Geluid warmtepomp
Bereken het geluidsniveau van uw warmtepomp

Electriciteitsverbruik
Bereken uw toekomstig elektriciteitsverbruik met de tool

Soorten warmtepompen
Vergelijk warmtepompen en kies uw warmtepomp

« 1 2 3 »
Dit artikel is verdeeld over meerdere pagina's