Leksikon for opvarmningsteknologi: Tekniske termer klart og enkelt

Den energi, der frigives ved forbrænding af olie eller gas i en kedel, kan ikke tilføres varmeanlægget uden et tab. De varme røggasser, der slipper ud i atmosfæren via skorstenen, indeholder en relativt stor mængde varme, der kaldes "røggastab".

Ved det årlige serviceeftersyn kontrollerer serviceteknikeren forbrændingskvaliteten og røggastabet for at sikre at brænderen kører optimalt for igen at sikre at forbrændingsværdierne opfylder de lovbestemte krav. Selv om værdierne er optimale, siger det ikke meget om kedlens faktiske energiforbrug, da den også påvirkes af kedlens overfladetemperatur.

Absorbere er en integreret del af alle solfangere. De sidder under solfangerens gennemsigtige, lavreflekterende glasdæksel, så solens stråling når direkte ind til dem.

Absorberen suger solindstrålingen næsten fuldstændigt ind, og solenergien omdannes til varme. Hvad angår høj effektivitet, er absorbere med en meget selektiv belægning - hvilket omfatter alle solfangere fra Viessmann - særligt bemærkelsesværdige.

Ved bivalent drift af varmt brugsvand opvarmes varmt brugsvand af to forskellige varmeproducenter - f.eks. en kedel og solfangere. Varmen fra solfangerne overføres til det varme brugsvand via en indirekte spiral i varmtvandsbeholderen. Hvis det er nødvendigt, kan vandet opvarmes af kedlen via en anden indirekte spiral.

Bruttobrændværdien (Hs) definerer den mængde varme, der frigives ved fuldstændig forbrænding, herunder den latente fordampningsvarme i vanddampen fra de varme gasser.

Indtil for nylig kunne fordampningsvarmen ikke udnyttes, da der ikke fandtes de tekniske muligheder herfor. Man valgte derfor at anvende brændværdien (Hi) som grundlag for alle effektivitetsberegninger. Ved at tage udgangspunkt i Hi og udnytte den ekstra fordampningsvarme kan man således opnå en effektivitet på over 100 %.

Kondenseringsteknologien udnytter ikke kun den varme, der genereres ved forbrændingen, som en målbar temperatur af de varme gasser (netto brændværdi), men også vanddampindholdet (brutto brændværdi). Kondenserende kedler er i stand til at udvinde næsten al den varme, der er indeholdt i røggasserne, og omdanne den til varmeenergi.

Kondenserende kedler anvender varmevekslere med høj ydeevne. Disse køler røggasserne, inden de slipper ud gennem skorstenen, i et sådant omfang, at den vanddamp, der er indeholdt i disse gasser, bevidst kondenseres. Herved frigøres yderligere varme, som overføres til varmesystemet.

Med denne teknologi opnår en kondenserende kedel en standard sæsonvirkningsgrad [efter DIN] på op til 98 % (i forhold til Hs). Kondenserende kedler er derfor særligt energieffektive og skåner både din pengepung og miljøet.

Konstruktionsprincippet for tretrækskedlen bidrager til at reducere de skadelige emissioner. De varme gasser strømmer først gennem forbrændingskammeret, vender derefter tilbage til forsiden via en omvendt zone og går ind i et tredje gennemløb. Dette reducerer den tid, som forbrændingsgasserne tilbringer i den varmeste del af kedlen, hvilket reducerer dannelsen af nitrogenoxid (NOx).

Ved enhver forbrændingsproces med fossile brændstoffer dannes de skadelige gasser carbonmonoxid (CO) og nitrogenoxid (NOx) sammen med den uundgåelige carbondioxid (CO₂). Kvælstofoxider er særlig relevante i denne forbindelse. En stigning i disse gasser fører ikke blot til højere niveauer af giftig ozon, men er også en af de faktorer, der er ansvarlige for syreregn.

I heatpipe-systemer strømmer solmediet ikke direkte gennem rørene. I stedet fordamper et procesmedie i varmerøret under absorberen og overfører varmen til solmediet. Den tørre tilslutning af varmerørene i samleledningen, den lille mængde væskeindhold i solfangeren og den automatiske temperaturafhængige nedlukning i Vitosol 300-T sikrer en særlig høj driftssikkerhed.

En systemkedel er et vægmonteret apparat, der udelukkende er beregnet til at levere varme. Sådanne apparater kan også kombineres med en varmtvandsbeholder til at levere varmt brugsvand.

En vejrkompenseret varmestyring sikrer, at fremløbstemperaturen er tilpasset det faktiske varmebehov (fremløbstemperaturen er temperaturen på det vand, der ledes til radiatoren eller gulvvarmesystemet).

Til dette formål måles udetemperaturen, og fremløbstemperaturen beregnes i forhold til den ønskede rumtemperatur og forholdene i bygningens periferi.

Forholdet mellem udetemperatur og fremløbstemperatur beskrives ved hjælp af varmekurverne. Mere enkelt sagt: Jo lavere udetemperaturen er, jo højere er kedlens vand- eller fremløbstemperatur.

Netto brændværdi (Hi) er den mængde varme, der frigives ved fuldstændig forbrænding, hvis det resulterende vand udledes som damp. Den latente fordampningsvarme i vanddampen fra de varme gasser udnyttes ikke.

Et hybridanlæg er et apparat, der forsynes af flere forskellige energikilder. Sådanne systemer omfatter f.eks. varmepumpesystemer med dobbeltfunktion. Det er varmeanlæg med en elektrisk drevet varmepumpe i kombination med mindst en kedel til fossilt brændsel og en overordnet styringsenhed.

Under drift dækker varmepumpen grundbelastningen ved at udnytte en stor del af den gratis miljøenergi. Hertil udvinder udendørsenheden latent varme fra udeluften og opvarmer den via kompressoren til en fremløbstemperatur på op til 55 °C.

Gaskondensationskedlen "træder kun til", når det er fordelagtigt i forhold til den forudindstillede driftstilstand, dvs. når det medfører lavere driftsomkostninger for systembrugeren, lavere CO₂-emissioner eller større varmtvandskomfort.

Alle Viessmann vægmonterede og kompakte kondenserende apparater er nu udstyret med Inox-Radial-varmeveksleren i rustfrit stål. Denne teknologi giver en ekstremt høj virkningsgrad på op til 98 procent [ifølge DIN 4702-8] og en usædvanlig pålidelig og effektiv drift i den lange levetid.

Inox-Radial-varmeveksleren afkøler røggasserne, inden de ledes ind i skorstenen, således at den vanddamp, der er indeholdt i disse gasser, bevidst kondenseres. Den ekstra varme, der frigives, overføres til varmeanlægget.  Denne funktion sparer værdifuld energi og har betydeligt lavere CO₂-emissioner.

I varmepumper er ydelseskoefficienten (COP) forholdet mellem varmeoverførsel og strømforbrug. Den sæsonbestemte ydeevnefaktor er gennemsnittet af alle COP'er, der forekommer i løbet af et år. COP bruges til at sammenligne varmepumper med hensyn til effektivitet, men den er dog afledt af et bestemt driftspunkt under bestemte temperaturforhold.

Ved planlægning af et system skal der tages hensyn til driften over hele året. I den forbindelse angives den mængde varme, der overføres i løbet af året, i forhold til den samlede elektriske effekt, som varmepumpesystemet trækker (herunder effekt til pumper, styringsenheder osv.) i samme periode. Resultatet angives som sæsonpræstationsfaktoren. Eksempel: En SPF på 4,5 betyder, at varmepumpen i gennemsnit over hele året har krævet en kilowatt-time elektrisk energi for at generere 4,5 kilowatt-time varme.

En kombi-kedel er et vægmonteret apparat, med indbygget varmtvandsbeholder. Det varme brugsvand opvarmes efter princippet om øjeblikkelig vandopvarmning.

Forbrændingsregulatoren  Lambda Pro Control i Vitodens vægmonterede gaskondenserende kedler sikrer en konstant stabil og effektiv forbrænding, en konstant høj virkningsgrad og en høj driftssikkerhed, selv ved svingende gaskvalitet.

Forbrændingsregulatoren Lambda Pro Control genkender automatisk alle anvendte gastyper. Dette gør manuelle justeringer og målinger under idriftsættelsen overflødige. Desuden styrer Lambda Pro Control løbende gas-luftblandingen for at sikre en konstant ren og effektiv forbrænding, selv når gaskvaliteten varierer. Ioniseringselektroden leverer de rå data, der er nødvendige til dette formål, direkte fra flammen.

Det primære formål med varmepumper er at levere komfortabel og bekvem centralvarme og pålidelig opvarmning af varmt brugsvand. De kan dog også bruges til at køle en bygning. Mens jorden eller grundvandet om vinteren bruges til at levere energi til opvarmning, kan det om sommeren bruges til naturlig køling.

Med den naturlige kølefunktion starter varmepumpens styring kun den primære pumpe og varmekredspumpen. Det betyder, at det relativt varme vand fra gulvvarmesystemet kan overføre sin varme via varmeveksleren til saltvandet i primærkredsløbet. Herved udvindes varme fra alle de tilsluttede rum. Dette gør naturlig køling til en særlig energieffektiv og billig måde at køle det indre af en bygning på.

Der blev indført en standard sæsoneffektivitet [efter DIN 4702-8] for at gøre det muligt at sammenligne energiforbruget for forskellige typer varmeproducenter. Som et mål for en kedels energiudnyttelse viser den, hvor stor en procentdel af den udnyttede energi der omdannes til brugbar varmeenergi i løbet af året.

Niveauet for den sæsonmæssige standardvirkningsgrad [efter DIN 4702-8] påvirkes i høj grad af omfanget af røggas- og overfladetab, der opstår under driften.

Overfladetab er den del af forbrændingsudbyttet, der frigives til den omgivende luft af varmeproducentens overflade og dermed går tabt som anvendelig varmeenergi.

De forekommer som strålingstab, mens brænderen er i gang, eller som standbytab, når brænderen er i tomgang, især om foråret/efteråret, men også i sommermånederne, når kedlen udelukkende bruges til opvarmning af varmt brugsvand.

Som regel vil overfladetabene i en gammel kedel være væsentligt højere end de røggastab, der kontrolleres af røggasinspektøren. Niveauet af overfladetab er således en afgørende faktor for varmeproducentens omkostningseffektivitet (standard-sæsonvirkningsgrad).

Begreberne "rumforseglet" og "rumuafhænging" beskriver, hvordan en kedel forsynes med den luft, den har brug for til forbrændingen.

Ved åben røgdrift får kedlen sin forbrændingsluft fra det rum, hvor den er installeret. Rummet skal derfor naturligvis have tilstrækkelige udluftningsåbninger. Her er der en række muligheder. Ofte sikres forbrændingslufttilførslen via åbninger eller sprækker (ventilationsåbninger) i ydervæggen. Hvis apparatet er placeret inde i boligen, er der også mulighed for at anvende "sammenhængende rumluftforsyning", hvor der sikres tilstrækkelig ventilation ved hjælp af luftforbindelser (slidser i døre) til en række andre rum.

Ved rumtæt drift tilføres den nødvendige forbrændingsluft udefra via ventilationsrør. Der kan i princippet identificeres tre løsninger:

1. Lufttilførsel via et lodret tagudtag

2. Lufttilførsel via en udvendig vægtilslutning

3. Lufttilførsel via en balanceret skorsten

Fordelene ved rumtæt drift er, at den giver endnu større fleksibilitet end rumafhængig drift, når det gælder placering af vægmonterede gaskedler. Apparatet kan installeres overalt - både i stuen og i nicher, skabe og tagrum.

Uafhængigheden af indeluften reducerer også tab, da den opvarmede luft i rummet ikke bruges til forbrænding. Rumforseglede apparater kan derfor placeres inden for den termiske bygningshindekuppel.

En bivalent varmtvandsbeholder er et centralt element i denne type system. Når der er tilstrækkelig solindstråling, opvarmer solmediet i solvarmeanlægget vandet i varmtvandsbeholderen via den nederste indirekte spiral. Når temperaturen falder, fordi der tappes varmt vand, f.eks. til et bad eller en bruser, starter kedlen om nødvendigt for at levere yderligere varme via den sekundære spiral.

Ud over opvarmning af boligen kan det solmedium, der opvarmes i solfangerne, også bruges til at opvarme brugsvand. Hertil bruger varmekredsløbet via en varmeveksler vandet i solcylinderen, der kontinuerligt opvarmes af solfangerne. Kontrolenheden kontrollerer, om den ønskede  fremløbstemperatur kan opnås. Hvis temperaturen er under den indstillede værdi, starter kedlen også.

En solfanger genererer varme, når sollyset falder på absorberen - selv på tidspunkter, hvor der ikke er behov for varme. Dette kan f.eks. være tilfældet om sommeren, når beboerne er på ferie. Hvis varmeoverførslen via varmtvandsbeholderen eller bufferbeholderen til opvarmning af brugsvand ikke længere er mulig, fordi begge dele allerede er fuldt opvarmet, slukker cirkulationspumpen, og solvarmeanlægget går i stå.

Hvis der falder yderligere solindfald på solfangeren, vil temperaturen stige, indtil varmeoverføringsmediet fordamper, hvilket medfører store termiske belastninger på systemkomponenter som f.eks. tætninger, pumper, ventiler og selve varmeoverføringsmediet. I systemer med ThermProtect temperaturafhængig nedlukning forhindres dampdannelsen.

Flad solfanger med skiftende absorberlag

For første gang er der udviklet og patenteret en fladekollektor, som forhindrer yderligere energioptagelse, når en bestemt temperatur er nået. Absorberlaget i Vitosol 200-FM er baseret på princippet om "skiftende lag". Den krystallinske struktur og dermed solfangerens effekt ændres afhængigt af solfangertemperaturen, hvorved stagnationstemperaturen reduceres. Ved absorbertemperaturer på 75 °C og derover ændrer belægningens krystallinske struktur sig, hvilket øger varmestrålingens hastighed mange gange. Dette reducerer solfangerudbyttet i takt med at solfangertemperaturen stiger, stagnationstemperaturen falder betydeligt og forhindrer dampdannelse.

Når temperaturen i solfangeren falder, vender den krystallinske struktur tilbage til sin oprindelige tilstand. Mere end 95 % af den indkommende solenergi kan nu absorberes og omdannes til varme; kun en lille del (mindre end 5 %) stråler tilbage. Det betyder, at udbyttet af den nye solfanger er højere end for konventionelle fladesolfangere, da solfangeren aldrig går ind i stagneringsfasen og til enhver tid kan levere varme igen. Der er ingen grænse for, hvor mange gange ændringen af den krystallinske struktur kan aktiveres, hvilket betyder, at denne funktion altid er tilgængelig.

I normal tilstand fungerer den nye absorberende belægning på Vitosol 200-FM-fladekollektoren som enhver standardabsorberende belægning på Viessmann-fladekollektorer. Ved kollektortemperaturer på 75 °C og derover øges varmeoverførslen mange gange og forhindrer dermed overophedning og dampdannelse i tilfælde af stagnation.