Een geschikte checklist kan de volgende punten bevatten:
✅ Wettelijke basis: Wat bepalen de huidige voorschriften en normen voor mijn gebouw? Aan welke maatregelen kan of moet ik op dit moment voldoen.
✅ Milieuvriendelijkheid: CO₂- en NOx-emissies zijn de doorslaggevende criteria bij de milieubeoordeling van een verwarmingssysteem. Aangezien de CO₂-belasting momenteel de kosten van brandstoffen bepaalt en er een verklaard doel is om fossiele brandstoffen uiteindelijk uit te bannen, is het zinvol om het oude verwarmingssysteem te heroverwegen. Als je op zoek gaat naar toestellen met een lage NOx-uitstoot, krijg je belangrijke bonuspunten voor de bouwcertificering. Vraag jezelf kritisch af wat het idee van ecologie je waard is en of je het je in deze vorm economisch wilt veroorloven.
✅ Economische efficiëntie/energieverbruik: De energiebehoefte heeft een aanzienlijke invloed op de bedrijfskosten van een bedrijf. De efficiëntie van een verwarmingssysteem beïnvloedt het energieverbruik recht evenredig. Het dilemma bij de beoordeling: Er zijn geen algemeen geldige beoordelingsmethoden voor de verschillende verwarmingssystemen. Een voorbeeld: voor cv-ketelsystemen klinkt een rendement van 108% veel beter dan voor decentrale heteluchtverwarmers, een rendement van 77%. Het rendement van warmtepompen wordt weer heel anders voorgesteld. Daarom is het belangrijk om de eigen expertise te gebruiken en te vertrouwen op de expertise van professionals. Decentrale luchtverwarmers kunnen bijvoorbeeld aanzienlijk betere bedrijfskosten hebben dan een verwarmingsketel. Voor veel verwarmingssystemen kunt u het beste de ErP-waarden uit de ecodesignrichtlijn vergelijken; voor warmtepompsystemen wordt de waarde van het seizoensgebonden rendement voor ruimteverwarming (ƞs,h-waarde) aanbevolen. Alle fabrikanten zijn verplicht de waarden bekend te maken.
✅ Gebouwkenmerken en gebruik van het gebouw: Het gebouw en het gebruiksprofiel ervan hebben een grote invloed op het verwarmingssysteem. Is het een magazijn met individuele werkplekken? Is zoneverwarming of volledige verwarming gewenst? Hoe is het gebouw geïsoleerd? Hoe hoog is het gebouw? Ben je van plan een bestaande verwarming te renoveren of een nieuw gebouw neer te zetten? Hoe lang ben je van plan het gebouw te gebruiken?
✅ Warmteterugwinning: Vraag jezelf af in hoeverre er mogelijkheden zijn om proceswarmte op te nemen in het verwarmingscircuit of dat de uitlaatgaswarmte van het verwarmingssysteem nog kan worden gebruikt.
✅ Energiebronnen: Om deze vraag te beantwoorden, moet je enerzijds je groene geweten gebruiken en anderzijds je eigen expertise. Terwijl hernieuwbare energie altijd schoon lijkt, worstelen fossiele brandstoffen met een “vies imago”. Maar de waarheid ligt er tussenin. Hoewel elektriciteit als “groen” wordt bestempeld, wordt er in feite een niet onaanzienlijk deel bruinkool en aardgas of geïmporteerde kernenergie aan de elektriciteitsmix toegevoegd. Zonneparken kunnen elektriciteit leveren als de zon schijnt, windturbines als het waait, maar helaas is de opslag van elektriciteit tijdens de perioden dat de wind waait en de zon schijnt tot nu toe oneconomisch geweest. We kunnen dus niet om fossiele brandstoffen heen als het gaat om het voeden van het elektriciteitsnet. Vraag jezelf af wat voor jou logischer is: fossiele energie gebruiken in een elektriciteitscentrale om elektriciteit te produceren en deze over vele kilometers, inclusief de verliezen, naar de huishoudens te transporteren, of is het beter om de fossiele brandstof direct ter plekke en zonder grote verliezen te gebruiken? Een kwestie van eigen filosofie.
✅ Technologie: Apparaten die op de markt verkrijgbaar zijn, verschillen soms aanzienlijk. In het geval van warmtepompen moet vooral rekening worden gehouden met het seizoensgebonden rendement van de ruimteverwarming (ƞs,h-waarde) en in het geval van infraroodverwarmers of heteluchtverwarmers met het rendement van het apparaat (ErP-waarden uit de richtlijn ecologisch ontwerp), dat wordt afgeleid van de afzonderlijke onderdelen van het apparaat. Bij de evaluatie moet ook rekening worden gehouden met het regelsysteem, het onderhoudsvriendelijke ontwerp en de mogelijkheid om hernieuwbare energiebronnen te gebruiken.
✅ Kwaliteit: Hier geldt het bekende principe: “Als je goedkoop koopt, koop je twee keer”. Een hogere initiële investering kan zichzelf binnen zeer korte tijd terugbetalen. Let op het servicenetwerk van de fabrikant, zijn garantiebelofte en de zekerheid van reserveonderdelen. Ervaring en competentie zijn al duidelijk bij het opstellen van de planning of de berekening van de verwarmingsbelasting. Maak gebruik van de mogelijkheid om referenties te bekijken.
Wat zijn de voor- en nadelen van gecentraliseerde en gedecentraliseerde industriële verwarmingssystemen?
Industriële verwarmingssystemen kunnen worden onderverdeeld in gecentraliseerde en gedecentraliseerde systemen. Centrale systemen hebben bijna altijd een apart ketelhuis waar bijvoorbeeld gas, olie, pellets/houtsnippers of stadsverwarming wordt omgezet in warmte. Ze werken meestal in de pomp-warmwatermodus. Het verwarmde water wordt dan via leidingen naar de te verwarmen ruimte gepompt. Decentrale systemen daarentegen zetten elektriciteit of de primaire energie gas of olie rechtstreeks om in warmte in de te verwarmen ruimte; warmtetransport via leidingen is dan niet meer nodig.
Voordelen van centrale systemen:
- Gebruik van hernieuwbare energie mogelijk
- Verschillende brandstoffen mogelijk, ook combineerbaar (fossiel en biogeen)
Nadelen van centrale systemen:
- Warmteverliezen door lange leidingen en ruimtelijke scheiding
- Risico op lekkage
- Watergeleid systeem moet vorstvrij blijven
- Verhoogde vraag naar elektrische aandrijfenergie
- Traagheid in verwarmings- en koelprocessen
- Beperkte flexibiliteit bij het veranderen van de ruimtetemperatuur
- Zone- of werkplekverwarming kan slechts beperkt worden geïmplementeerd
- Hoger risico op storingen omdat er maar één warmtebron is
Voordelen van gedecentraliseerde systemen:
- Gebruik van hernieuwbare energie mogelijk
- Gebruik van gratis omgevingswarmte (warmtepompen) mogelijk
- Warmte beschikbaar “met een druk op de knop”, d.w.z. snel
- Weinig transmissieverliezen
- Past zich snel aan temperatuurschommelingen aan (bijv. bij het openen van poorten)
- Eenvoudig te installeren
- Ook geschikt voor renovaties
- Afhankelijk van de oplossing, zeer snelle terugverdientijd
- Afhankelijk van het systeem is zone- en werkplekverwarming mogelijk
- Hoeft niet vorstvrij gehouden te worden
- Lager risico op storingen door meerdere warmtebronnen (redundantie)
Nadelen van decentrale systemen
- Niet alle beschikbare systemen kunnen hernieuwbare energie gebruiken
- Grotere onderhoudsinspanning door meerdere warmtebronnen/branders
- Niet alle verwarmingssystemen voldoen aan de duurzaamheidsdoelstellingen
Hieronder vergelijken we verschillende centrale en decentrale verwarmingssystemen die in aanmerking komen voor de verwarming van grote gebouwen.
Welke verwarmingssystemen zijn geschikt voor industriële gebouwen?
Industriële verwarming met warme lucht
Verwarmingssystemen met warme lucht gebruiken de lucht van de warmtewisselaar om de warmte in de ruimte te brengen. Er kan zowel bestaande ruimtelucht als verse buitenlucht worden gebruikt. De warmte kan direct in de units worden opgewekt of op een centraal punt buiten de units. Er wordt daarom onderscheid gemaakt tussen centrale en decentrale heteluchtverwarmers.
Foto: Hete lucht units als gebouwverwarmingssysteem in een magazijn.
Decentrale, gasgestookte heteluchtverwarmers
De warmte wordt opgewekt door middel van branders direct in de individuele units in de te verwarmen ruimte en in de ruimte geblazen. De brander kan met ruimtelucht of verse lucht werken.
Voordelen:
- Geen warmteverlies door overdracht van de warmteopwekking naar het te verwarmen deel van het gebouw.
- Geen risico op waterlekkage
- Systeem is vorstbestendig
- Relatief korte opwarmtijden
- Laag risico op storingen door meerdere brandereenheden
- Mogelijkheid om verse lucht naar de ruimte te voeren
- Eenvoudige installatie
- Lage investeringskosten
Nadelen:
- Beperkt gebruik van hernieuwbare energiebronnen mogelijk (alleen biogas)
- Geluidsontwikkeling
- Opwervelend stof en tocht mogelijk
- Fysiek geconditioneerde luchtstratificatie
- Hoge bedrijfskosten
Centrale warme lucht units (luchtverwarmers)
De warmte wordt centraal opgewekt, meestal buiten de te verwarmen ruimte. Mogelijke opties zijn bijvoorbeeld een condensatieketel, een pelletverwarmingssysteem of de levering van warmte via stadsverwarming. Het gegenereerde warme water wordt via pijpleidingen naar de individuele warmeluchtunits of uitblaaspunten verspreid in het gebouw geleid en van daaruit als warme lucht via een warmtewisselaar het gebouw ingeblazen.
Voordelen:
- Goedkope afzonderlijke eenheden
- Gemakkelijk te onderhouden afvoerpunten
- Gebruik van hernieuwbare energie mogelijk
- Meestal gemakkelijk toegankelijke branderunit
Nadelen:
- Systeem moet vorstvrij blijven
- Lange leidingen naar de individuele units leiden tot systeemgerelateerde warmteverliezen
- Risico op lekkage
- Langere opwarmtijden nodig (traagheid)
- Hoger risico op storingen omdat er maar één warmtebron is
- Lawaai
- Opwervelend stof en tocht mogelijk
- Fysiek veroorzaakte luchtstratificatie in de ruimte
Industriële verwarming met warm water
Centraal stralende plafondpanelen:
Plafondstralingspanelen behoren tot de infraroodverwarmers, maar worden centraal van warm water voorzien. Ze worden aan het plafond geïnstalleerd en geven hun warmte ook af door elektromagnetische golven (infraroodstralen) uit te zenden. Plafondstralers, ook wel warmwaterplafondstralers genoemd, worden gevoed met warm water dat via leidingen afkomstig is van een centrale verwarmingsketel, lucht/water-warmtepomp of grond/water-warmtepomp. Net als bij andere centrale systemen zijn plafondstralingspanelen onderhevig aan inertie en hebben ze een beperkt vermogen om te reageren op snelle temperatuurveranderingen.
Voordelen:
- Kan ook worden gebruikt voor lage gebouwen
- Geen opwervelend stof
- Lage luchtstratificatie en warmeluchtkussen onder het dak van het gebouw
- Gebruik van hernieuwbare energie mogelijk
Nadelen:
- Slechts beperkte werkplek- of zoneverwarming mogelijk.
- Lange aanlooptijden nodig (traagheid)
- Lange leidingen naar de individuele units leiden tot systeemgerelateerde verliezen
- Risico op lekkage
- Systeem moet vorstvrij blijven
- Inflexibel bij snelle temperatuurveranderingen in het gebouw
- Hoger risico op storingen vanwege slechts één warmtebron
- Ontwerpgerelateerd risico op beschaduwing van verlichting en sprinklers
- Zeer hoog gewicht, statica van het dak moet worden gecontroleerd
Centrale vloerverwarming:
De functie van vloerverwarming voor industriële gebouwen verschilt niet van de functie die we kennen uit de residentiële sector. Hier wordt warm water door samengestelde buizen geleid die in de vloer zijn ingebed, waardoor de vloer gelijkmatig wordt verwarmd. Het warme water wordt geproduceerd door een centrale boiler, een lucht/water-warmtepomp of een grond/water-warmtepomp.
Foto: Grootschalige vloerverwarming als verwarmingssysteem in een nieuw gebouw.
Voordelen:
- Gelijkmatige warmteverdeling over het hele gebouw
- Ook geschikt voor lage hoogtes
- Geen opwervelend stof
- Lage luchtstratificatie en warmeluchtkussen onder het dak van het gebouw
- Gebruik van hernieuwbare energie mogelijk
Nadelen:
- Hoge aankoop- of installatiekosten
- Geen zoneverwarming mogelijk
- Inflexibel in geval van verandering van gebruik van het gebouw (bijv. funderingen voor machines)
- Zeer traag systeem
- Temperatuurveranderingen kunnen alleen worden geregeld met veel doorstroming
- Gevoelig voor vorst
- Mogelijkheid tot vloerbelasting beperkt of alleen kostenintensief te realiseren
- Risico op storingen omdat er maar één brander is
Industriële verwarming met warm water of warme lucht
Warmtepompsystemen
Warmtepompen kunnen worden gebruikt als een stand-alone verwarmingssysteem of in een hybride systeem, bijvoorbeeld met gasgestookte buisverwarmers. In principe onttrekt een warmtepomp energie (warmte) uit de omgeving en brengt deze over naar het interieur van het gebouw. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen warmtepompen afhankelijk van welk type warmteafgiftesysteem wordt gebruikt en hoe de warmte in de ruimte van het gebouw wordt gebracht. De meest gebruikte warmtepompen voor de industrie zijn lucht/lucht en lucht/water warmtepompen (energiebron/warmteafgifte). Moderne warmtepompen kunnen nu genoeg warmte aan de omgeving onttrekken, zelfs bij temperaturen onder het vriespunt, om gebouwen economisch te verwarmen.
Foto: Buitenunits van het warmtepompsysteem op het dak van het gebouw
Voordelen:
- Milieuvriendelijk, vooral bij gebruik van zelf opgewekte of groene elektriciteit
- Lage bedrijfskosten, gebruik van gratis omgevingswarmte
- Verschillende distributiesystemen mogelijk in de ruimte (textielkanalen, Jet inblaas nozzles, plenums enz.)
- Kan worden gecombineerd met andere verwarmingsoplossingen als een economische hybride oplossing
- Flexibel en compact
- Koelmodus mogelijk
Nadelen:
- Beperkingen in geval van renovatie
- Hoge investeringskosten
- Geen zoneverwarming mogelijk
- Stofwervelingen en tocht mogelijk
- Fysiek geconditioneerde luchtstratificatie
Verwarmingssystemen met infraroodverwarmingen
Warmte hoeft niet noodzakelijkerwijs via warme lucht in het gebouw te worden gebracht. Warmteoverdracht via infraroodstralen moet altijd overwogen worden bij het zoeken naar een industrieel verwarmingssysteem vanwege de vele voordelen. Infraroodsystemen behoren tot de zuinigste industriële verwarmingssystemen die verkrijgbaar zijn. Ze scoren punten met een snelle “return on investment” en zijn ideaal voor renovaties van verwarmingssystemen.
Het principe is eenvoudig en wordt vaak uitgelegd met zonnebaden op een gletsjer. Hoewel de omgevingstemperatuur in de min is, is het warm in de zon. Dit komt door de warmtestraling of infraroodstraling van de zon. Waar de infraroodstralen onze huid raken, worden ze omgezet in warmte.
Infraroodapparaten hebben geen drager nodig om de warmte-energie over te dragen. De energie gaat vrijwel zonder verlies van het apparaat naar het voorwerp en veroorzaakt geen tocht. Omdat infraroodstralers vooral oppervlakken verwarmen, kan de luchttemperatuur gemiddeld 2-3 °C lager zijn dan de temperatuur die mensen voelen, maar die nog steeds als comfortabel wordt ervaren. Deze factoren hebben een positief effect op het binnenklimaat en de economische efficiëntie van de systemen. Afhankelijk van het systeem en de toepassing kan tot 50% energie worden bespaard in vergelijking met conventionele verwarmingssystemen.
Foto: Donkerstralers onder het dak van een industrieel gebouw.
Helderstralerssystemen
Helderstralers werken rechtstreeks op aardgas, vloeibaar gas of biogas. Ze worden geïnstalleerd op muren of plafonds en worden voornamelijk gebruikt om hoge gebouwen, individuele werkplekken of buitenruimtes en stadions te verwarmen. Ze worden helderstralers genoemd omdat de verbranding van het gas-luchtmengsel zichtbaar is door gloeiende keramische platen. De keramische platen bereiken een oppervlaktetemperatuur van 950 °C en zenden daarom bijzonder veel infraroodstraling uit. Reflectoren richten de straling specifiek naar beneden, naar het gebied waar de werknemers werken. Moderne units zijn modulerend en kunnen ideaal worden aangepast aan de werkelijke warmtebehoefte van het gebouw. Optioneel kunnen de units worden uitgerust met een condensatiemodule om restwarmte van het uitlaatgas te benutten en nog energie-efficiënter te werken.
Voordelen:
- Bijzonder effectief en energiebesparend dankzij hoge infraroodstralingscomponent
- Low-NOx brandertechnologie
- Zeer zuinig, omdat er geen lucht hoeft te worden opgewarmd
- Geen dure warmtelagen onder het dak van het gebouw
- Extra energiebesparing omdat de kamertemperatuur lager kan worden geregeld met hetzelfde comfortniveau
- Snelle reactietijden – warm met een druk op de knop, bij wijze van spreken
- Geen stof of luchtturbulentie
- Verwarming van zones of individuele werkplekken mogelijk
- Geen bevriezing
- Eenvoudige installatie
- Geen rookgasafvoer
- Geen jaarlijkse schoorsteenveegmeting
- Faalveilig door meerdere brandereenheden
- Buitenverwarming mogelijk
Nadelen:
- Kan alleen worden gebruikt voor gebouwhoogtes van meer dan 4 meter
- Beperkt gebruik van hernieuwbare energiebronnen (alleen biogas)
Donkerstralerssystemen
Donkerstralers genereren warmte door een gas-luchtmengsel of 100% waterstof te verbranden in gesloten stralingsbuizen. De verbranding is niet zichtbaar, vandaar de naam “buis” verwarmer. De geproduceerde hete gassen verhitten het oppervlak van de stralingsbuizen, die de warmte vervolgens uitstralen.
De stralingsbuis is bedekt met een reflector die de warmtestraling naar het gewenste gebied leidt. Stralingsbuizen lozen hun uitlaatgassen rechtstreeks uit het gebouw. Moderne apparaten werken met een gas-luchtmengsel en kunnen hun vermogen continu aanpassen aan de werkelijke warmtebehoefte. Dit bespaart energie en verbetert het binnenklimaat.
Buisverwarmers kunnen gebruikt worden in ruimtes met plafondhoogtes tot ongeveer 4 m. Ze kunnen gebruikt worden in werkplaatsen, industriële ruimtes, magazijnen, enz. Of het nu gaat om werkplaatsen, industriële ruimten, opslagruimten, tentoonstellingsruimten of sportgebouwen – buizenverwarmers kunnen voor bijna elke toepassing worden gebruikt.
100% waterstofunits kunnen worden gebruikt in stand-alone oplossingen waarbij exploitanten van industriële gebouwen hun eigen elektriciteit die in de zomer wordt geproduceerd, omzetten in waterstof en deze opslaan. In enkele toepassingen in Duitsland zijn de H₂ -donkerstralers rechtstreeks aangesloten op kleine waterstofnetwerken.
Voordelen:
- Afhankelijk van de fabrikant 100% compatibel met waterstof
- Bijzonder effectief en energiebesparend dankzij hoog aandeel infraroodstraling
- Hybride compatibel met warmtepompsystemen
- Low-NOx brandertechnologie
- Zeer zuinig omdat er geen lucht wordt verwarmd
- Geen dure hetelucht ophoping (verlies) onder het haldak
- Extra energiebesparing omdat de kamertemperatuur lager kan worden geregeld met behoud van hetzelfde comfortniveau
- Snelle reactietijden
- Geen stof of luchtturbulentie
- Zoneverwarming of individuele werkplekverwarming mogelijk
- Geen bevriezing
- Faalveilig dankzij meerdere brandereenheden
Nadelen:
- Afvoer van uitlaatgassen noodzakelijk
- Geen gebruik van hernieuwbare energie mogelijk met conventionele apparaten
- Momenteel kan slechts één fabrikant 100% waterstof gebruiken
Elektrische industriële infraroodstraler
Elektrische industriële infraroodstraler zetten elektrische energie om in infraroodstraling. Als ze “groene” elektriciteit gebruiken, worden ze gewaardeerd als 100% hernieuwbaar. Ze gebruiken hetzelfde principe als de gasgestookte stralers.
Voordelen:
- Korte opwarmtijden
- Gerichte warmteafgifte
- Geen stofwervelingen of tocht
- Mogelijkheid om verwarmingszones in te stellen
- Laag warmteverlies
- Weinig onderhoud
- Gelijkmatige en comfortabele warmte
- Kan worden gebruikt als onderdeel van een hybride oplossing
Nadelen:
- Hogere verbruikskosten dan gasgestookte stralers
- Lagere installatiehoogtes dan gasgestookte stralers
Wat is het meest efficiënte verwarmingssysteem voor industriële gebouwen?
Conclusie: Elk industrieel verwarmingssysteem heeft zijn voor- en nadelen.
Bij renovaties kan de exploitant nog steeds terugvallen op bijna alle systemen. Wie het idee van ecologie zo goed mogelijk wil ondersteunen, moet soms diep in de buidel tasten voor de aankoop- en lopende bedrijfskosten. Wie op zoek is naar een ecologisch en tegelijk zuinig systeem, moet de mogelijkheid overwegen om verschillende soorten verwarming te combineren en intelligent te regelen.
Samenvattend kan echter worden gesteld dat gecentraliseerde systemen hun transformatorverliezen en lagere jaarlijkse benuttingsgraad kunnen compenseren door het gebruik van hernieuwbare energieën – gedecentraliseerde infraroodverwarmingssystemen scoren punten door snelle afschrijving, hoge jaarlijkse benuttingsgraad en flexibele werking, warmtepompsystemen door het gebruik van hernieuwbare energieën.
