Wat is warmte? Eerst iets over energie Warmteoverdracht technieken

Presentatie over: "Wat is warmte? Eerst iets over energie Warmteoverdracht technieken"— Transcript van de presentatie:

1 Wat is warmte? Eerst iets over energie Warmteoverdracht technieken
Hans Disselhorst Eerst iets over energie Warmteoverdracht technieken

2 Warmte = thermische energie
Chaotische beweging van botsende moleculen Vraag: hoe hard bewegen de moleculen? 10 km/u? km/u? km/u? Warmte is laagwaardige vorm van energie!

3

4 Enkele energievormen thermisch elektrisch mechanisch chemisch
elektromagnetisch nucleair

5 Energieverbruik in Castricum
(mechanische energie) (thermische energie) (elektrische energie) kWh per inwoner per jaar

6 Directe CO2 voetafdruk in Castricum
4,5 ton per inwoner per jaar

7 vóór de energietransitie
thermische energie elektrische energie mechanische energie chemische energie (fossiele brandstof) elektromagnetische energie nucleaire energie

8 ná de energietransitie
thermische energie elektrische energie mechanische energie windenergie chemische energie (fossiele brandstof) elektromagnetische energie (zon) nucleaire energie (aardwarmte)

9 ná de energietransitie
thermische energie warmtepomp elektrische energie mechanische energie Elektrische auto windmolen windenergie zonnecollectoren Geothermische installatie + warmtenet zonnepanelen chemische energie (fossiele brandstof) elektromagnetische energie (zon) nucleaire energie (aardwarmte)

10 eenheden van energie Petajoule????

11 Eenheid van vermogen (= energie per tijdseenheid)
Eenheid van energie J (Joule) cal (= 4,19 J) kcal (=1000 cal) kWh (= 3,6 MJ = 900 kcal) Eenheid van vermogen (= energie per tijdseenheid) W (Watt = J/s) kW (= 1000 W) kWh/h (= 1 kW) kWh/jr (= 1/8e W)

12 Warmteoverdracht Warmte stroomt van hoog naar laag Twee maten:
Evenredig met het temperatuurverschil Twee maten: U-waarde: warmtestroom per m2 per graad temperatuurverschil [W/m2.oC] R-waarde: R = 1/U Voorbeelden R U muur , ,5 spouwmuur , ,5 1, ,6 10 cm glaswol , ,4 muur van passiefhuis ,1

13 Behaaglijkheid in huis
Luchttemperatuur warmte-overdracht door convectie Wandtemperatuur warmte-overdracht door straling en indirect door convectie (tocht)

14

15 Spouwmuur R = 0,5 (warmteverlies 40 W/m2)
Effect van isolatie wandtemperatuur 18oC 0 oC 20 oC Spouwmuur R = 0, (warmteverlies 40 W/m2) wandtemperatuur 19,4oC 0 oC Spouwmuur met isolatie R = 1, (warmteverlies 12 W/m2) jaarlijkse besparing: 5-10 m3 gas per m2 muur 20 oC wandtemperatuur 19,9oC 0 oC Buitengevelisolatie R = (warmteverlies 2,5 W/m2) jaarlijkse besparing t.o.v. spouwmuurisolatie: 1,5-3 m3 gas per m2 muur 20 oC

16 Centrale Verwarming systemen
HT (hoge temperatuur) radiatoren LT (lage temperatuur) convectoren vloerverwarming wandverwarming plafondverwarming Gasketel: HT en LT Warmtepomp: alleen zinvol bij LT

17 Waar halen we de warmte vandaan?
Hoogwaardige energie (aardgas vlamtemperatuur: 1800 oC) Laagwaardige energie (CV water 50 oC) Verbranding gasketel houtkachel/open haard pelletkachel Warmtepomp Warmtenet restwarmte geothermie Hoogwaardige energie (elektriciteit) 3-4 maar zo veel laagwaardige energie (CV water oC) Van gas “uit de muur” naar “warmte uit de muur” Deze warmte is bijna gratis (maar het kost wel geld om deze naar de huizen te brengen)

18 elektriciteit + buitenlucht = warmte
Warmtepomp elektriciteit + buitenlucht = warmte 3.000 kWh Elektriciteit Warmte Pomp kWh Warmte + 7.000 kWh Buitenlucht ter vergelijking: 1 m3 aardgas levert 10 kWh warmte

19 De warmtepomp Principe: mechanische energie  thermische energie
bijvoorbeeld: warmte van 10oC naar 20oC pompen Stap 1: lucht comprimeren oC  30 oC Stap 2: laten afkoelen in warme ruimte oC  20 oC 20 oC Stap 3: lucht expanderen oC  0 oC 10 oC Stap 4: laten opwarmen in koude ruimte oC  10 oC

20 Werking warmtepomp Compressor Verdamper Condensor Ventiel 10oC 30oC
Neem warmte op Condensor Geeft warmte af 10oC 20oC 0oC 20oC Ventiel

21 De warmtepomp: voor- en nadelen
+ CO2 vermindering + Lagere energierekening veel minder gas maar: meer elektriciteit + Ook te gebruiken voor koeling in de zomer - Duurder dan gasketel - Betrekkelijk nieuwe toepassing kinderziektes? Ingeval van lucht/water warmtepomp: bijstoken nodig als het buiten heel koud is buitenunit maakt geluid (als bij een airco) - Warm water? Koken?

22 Ervaringsdeskundige sinds eind januari 2017
+ CO2 vermindering tot nu toe 1500 kg (650 kg*) + Lagere energierekening veel minder gas m3 bespaard: € 500 maar: meer elektriciteit kWh € 0 (€ 400*) + Ook te gebruiken voor koeling in de zomer - Duurder dan gasketel - Betrekkelijk nieuwe toepassing kinderziektes? Ingeval van lucht/water warmtepomp: bijstoken nodig als het buiten heel koud is m buitenunit maakt geluid (als bij een airco) - Warm water? 120 m3 gas Koken? inductie

23 Energiebesparing door de warmtepomp
geleverde thermische energie COP (Coefficient Of Performance) = benodigde elektrische energie 4 ± 300 Theoretisch maximum COP : delta T Gemiddelde wintertemperatuur 4oC Uitgaande temperatuur 45oC -> COP 3