Het hoofdstromingspad: gas, lucht, water en rookgas
Leerdoel van deze les
Je kunt de vier stromen door een HR-ketel beschrijven en aanwijzen waar ze elkaar ontmoeten.
Vier stromen, twee ontmoetingen
Een HR-ketel bestaat uit tientallen onderdelen, maar er stromen maar vier dingen doorheen: gas, verbrandingslucht, water en rookgas. Twee plekken zijn beslissend. Gas en lucht komen samen en er ontstaat het brandbare mengsel: bij de Remeha Calenta (handleiding 2017) gebeurt dat in de venturi, maar de opbouw verschilt per merk. In de warmtewisselaar komen rookgas en water samen, gescheiden door een wand, en gaat de warmte van het een naar het ander. Wie dit plaatje in zijn hoofd heeft, kan bij elke klacht beginnen met de vraag: welke van de vier stromen klopt niet?
| Stroom | Waar komt hij binnen | Wat gebeurt ermee | Waar gaat hij heen |
|---|---|---|---|
| Gas | Gasaansluiting en gasblok | Wordt bij de lucht gevoegd (Remeha Calenta: in de venturi) | Brander |
| Lucht | Luchttoevoer, aangezogen door de ventilator | Wordt met het gas gemengd | Brander, daarna als deel van het rookgas verder |
| Water | Retour van de installatie | De pomp voert het langs de warmtewisselaar, waar het warmte opneemt | Aanvoer naar de radiatoren of, bij een combiketel, naar de tapwaterwisselaar |
| Rookgas | Ontstaat bij de brander | Geeft warmte af aan het water | Condensaat naar de sifon, rookgas naar de afvoer |
Het pad van gas en lucht
Volgens Remeha zuigt in de Calenta (handleiding 2017) de ventilator de lucht aan, wordt het gas in de venturi aan de inlaatzijde van de ventilator ingespoten en gaat het gas-luchtmengsel naar de brander bovenin de warmtewisselaar. Het mengsel wordt dus gemaakt voordat het de brander bereikt: dat is wat 'voorgemengd' betekent. Dit is een voorbeeld van één merk en model: de opbouw verschilt per fabrikant. Hoe gas en lucht op elkaar worden afgestemd, lees je in les 5.2.
Het pad van water en rookgas
Het rookgas geeft zijn warmte af aan het cv-water. Komt het rookgas onder het condensatiepunt (volgens Remeha ongeveer 55 °C voor dit toestel), dan condenseert de waterdamp in het onderste deel van de warmtewisselaar. De latente warmte gaat naar het cv-water en het condenswater loopt via een sifon af. Het condensatiepunt is geen vast getal: berekeningen geven een dauwpunt van ongeveer 59 °C bij lambda 1,0 en ongeveer 54 °C bij lambda 1,3. Hoe koud het water terugkomt, bepaalt dus of de ketel kan condenseren.
De sifon werkt als waterslot. Remeha vraagt bij de Calenta de sifon vóór de inbedrijfstelling met water te vullen tot de markeringsstreep, om te voorkomen dat rookgassen in het vertrek komen. Het rookgas is bovendien nat: de afvoer van een condenserende ketel heeft een weerstandsklasse tegen condensaten W nodig (volgens het installatievoorschrift van de Intergas Kombi Kompakt HRE, 2018). Zie module 8.
Waar de stromen elkaar raken
Gas en lucht mengen voor de brander (Remeha Calenta: in de venturi), rookgas en water wisselen warmte uit in de warmtewisselaar. Een storing zit in een van de vier stromen of op een van die twee plekken: dat is je eerste ordening.
Rekenvoorbeeld: hoeveel lucht slikt een ketel?
Volledige verbranding van methaan is CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 H2O + warmte. Per m3 methaan is dus 2 m3 zuurstof nodig. Lucht bevat 20,94% zuurstof. Voor G20 (bijna zuiver methaan) geldt daarom:
- Zuurstofbehoefte: 2 m3 per m3 gas.
- Luchtbehoefte: 2 / 0,2094 = 9,55 m3 lucht per m3 gas.
- Voor gas met 86% methaan en 14% stikstof (G25-achtig) is dat 8,21 m3 lucht per m3 gas.
Neem de Remeha Avanta 24c (handleiding versie 13, 2020) bij 80/60 °C: 17,8 kW nuttig vermogen bij 99,1% rendement op onderwaarde geeft ongeveer 2,04 m3(n) gas per uur (m3(n) is het volume bij 0 °C en 101,325 kPa). De theoretische luchtbehoefte is dan 2,04 x 8,21 = 16,7 m3(n) per uur. Kiwa meet het rendement bij een luchtovermaat van lambda 1,2: dan is de luchtstroom 16,7 x 1,2 = 20,1 m3(n) per uur. Per m3(n) gas gaan er dus minstens 8 tot 10 m3(n) lucht door de ketel: luchttoevoer en rookgasafvoer zijn een groot deel van wat een ketel verwerkt. In les 1.1 staat de rookgasafvoer bovenaan de CO-meldingen; wat daar de oorzaak van is, volgt niet uit dit rekenvoorbeeld.
Praktijkgeval: wel vonk, geen vlam
De Remeha Avanta (handleiding 2019) noemt bij 'wel ontstekingsvonk maar geen vlam' onder meer: gaskraan, gasvoedingsdruk, ontluchte gasleiding, lucht-/rookgasleiding, gevulde en niet verstopte sifon, netvoeding, elektrode en O2 op vol- en laaglast. Leg die lijst op de vier stromen en je ziet de keten:
- Gas: kraan, voedingsdruk, ontluchting van de leiding.
- Lucht en rookgas: luchttoevoer, afvoer, sifon.
- Elektra: netvoeding.
- Brander en afstelling: elektrode, O2 bij vol- en laaglast.
Wie alleen aan de elektrode denkt, vervangt onderdelen die niet stuk zijn. Bij een combiketel komt er nog een route bij, de platenwarmtewisselaar voor tapwater: zie les 5.6.
Video's bij deze les
Beeldmateriaal van derden, als aanvulling. Oudere of buitenlandse video's kunnen andere data of regels noemen: de les volgt de actuele Nederlandse bronnen.
Test jezelf
Beantwoord de vragen om te merken of de stof zit. Na elk antwoord zie je de uitleg, ook als je het goed had.
1. In de Remeha Calenta zuigt de ventilator lucht aan. Waar wordt het gas aan die lucht toegevoegd?
2. Je hebt de sifon van een Remeha Calenta schoongemaakt en teruggezet. Wat doe je voordat de ketel weer brandt?
3. Een Remeha Avanta 24c gebruikt bij 80/60 °C ongeveer 2,04 m3(n) gas per uur. Voor dit gas is 8,21 m3 lucht per m3 gas nodig. Hoeveel lucht heeft de ketel minimaal nodig voor volledige verbranding?
4. Een Remeha Avanta geeft een vonk maar geen vlam. Welke controle hoort bij de stroom rookgas en condensaat?
5. Een ketel draait het hele stookseizoen op een retourtemperatuur van ongeveer 60 °C. Wat volgt uit de fabrikantcijfers van de Remeha Avanta 24c (rendement op bovenwaarde)?
Voordat je verdergaat
Flashcards uit deze les
Deze les levert 5 kaarten op. Zodra je de les afrondt, komen ze terug in je herhaalschema: kaarten die je goed weet steeds later, kaarten die je mist al de volgende dag.