Platenwarmtewisselaar meest gevoelige onderdeel van combiketel

Waterkwaliteit en temperatuurregime doorslaggevend voor levensduur

De kans dat u al eens een combiketel plaatste, is groot. Het multifunctionele toestel dat centrale verwarming en sanitairwarmwaterproductie combineert, is dankzij zijn compactheid immers populair in de residentiële nieuwbouw- en renovatiemarkt en bovendien niet moeilijker te installeren dan een klassieke verwarmingsketel. Maar hebt u bij die installatie ook aandacht besteed aan de waterkwaliteit en het afregelen van de temperatuurregimes? Die aspecten kunnen de levensduur van het toestel en zijn onderdelen immers aanzienlijk verlengen – of verkorten.

combiketel

Een combiketel of combidoorstroomtoestel vervult twee functies in één. Enerzijds fungeert het als een klassieke ketel en staat het dus in voor de centrale verwarming, anderzijds zorgt het voor de sanitairwarmwatervoorziening. Dat laatste gebeurt direct in de ketel, zodat er geen extra boilervat geplaatst moet worden.

Een combiketel biedt in dat opzicht voordelen voor zowel gebruiker als installateur: ze neemt minder ruimte in én de installateur hoeft maar één toestel aan te kopen en te plaatsen. Bovendien scoort een combiketel binnen de huidige EPB-regelgeving beter dan een boiler.

Daartegenover staat evenwel dat de sanitairwarmwatervoorziening volledig en rechtstreeks afhankelijk is van het vermogen van het toestel. Tenzij er een extra buffervat geplaatst of geïntegreerd wordt, wordt er immers geen energie (in de vorm van warm water) opgeslagen en zijn er dus ook geen reserves. Pieken zijn daarom moeilijker op te vangen en wanneer de warmwatervraag het vermogen van het toestel overstijgt, zal de warmwaterproductie stokken.

In een standaard residentiële toepassing zal dit zich echter zelden voordoen; in andere gevallen moet een aangepaste dimensio­nering eventuele problemen voorkomen (zie later).

werkingsprincipe

Twee warmtewisselaars

Het binnenwerk van een combiketel ziet er in wezen niet anders uit dan dat van een klassieke ketel. Het enige verschil is dat er, in plaats van één, twee warmtewisselaars voorzien zijn. Naast de klassieke doorstroomwarmtewisselaar die voor de warmte-overdracht van brander naar cv-water zorgt, bevat een combiketel namelijk ook een platenwarmtewisselaar voor de productie van sanitair warm water.

Standaard zal het toestel in cv-modus werken en, net zoals bij een klassieke ketel, enkel gebruikmaken van de hoofdwarmtewisselaar. Zodra de daartoe voorziene debietsensor echter een sanitairwarmwatervraag detecteert, wordt er overgeschakeld op SWW-modus. Een driewegklep zorgt er dan voor dat het warme cv-water niet langer richting de radiatoren (of andere warmteafgiftesystemen) gestuurd wordt, maar naar de platenwarmtewisselaar, waar het zijn warmte vervolgens aan het sanitair warm water kan overdragen.

Het een of het ander

Aangezien het cv-water in SWW-modus niet langer door het cv-circuit gepompt wordt, maar volledig aangewend wordt voor de opwarming van het sanitair warm water, valt de ruimteverwarming op dat moment in principe stil. In een residentiële context vormt dat echter zelden een probleem: het toestel staat nooit erg lang in SWW-modus en vanwege de inertie zal de ruimte niet merkbaar afkoelen.

In warme periodes geldt een andere problematiek. Op dat moment is er immers geen cv-vraag en hoeft het cv-water dus niet per se warm te blijven. Om voldoende sanitair comfort te garanderen, is dat echter wel aangewezen. Huidige toestellen beschikken daarom veelal over een comfortmodus die ervoor zorgt dat de warmtewisselaar – in sommige gevallen is dat enkel de hoofd­warmtewisselaar, in andere gevallen de platenwarmtewisselaar – op temperatuur wordt gehouden. Bij sommige toestellen is deze functie bovendien zelflerend en zal ze zich dus aanpassen aan het gedrag van de gebruikers.

Een combiketel kiezen

Zowel binnen het gamma van gas- als dat van stookolieketels zijn er combitoestellen te verkrijgen. In het eerste geval gaat het quasi altijd om condenserende toestellen, in het tweede geval bestaan beide.

Dimensionering

Combiketels bestaan in verschillende ver­mogens, doorgaans startende vanaf 25 kW. Er zijn echter ook combiketels met een kleiner verwarmingsvermogen van bijvoorbeeld 19 kW die middels een boostfunctie tot 25 kW opgeschaald kunnen worden. 25 kW is immers het minimum nodig voor de productie van sanitair warm water. In een klassieke eengezinswoning zal dit vermogen ook volstaan. Wordt er echter een grote verbruiker zoals een regendouche van zijsproeiers voorzien of beschikt de woning over verschillende badkamers die gelijktijdig gebruikt zullen worden, dan wordt er op basis van het verwachte debiet beter voor een hoger vermogen gekozen.

Hoewel de SWW-vraag bij de keuze van een combiketel doorgaans bepalend is, mag men bij de keuze en dimensionering van een dergelijk toestel ook de centrale verwarming niet vergeten. Niet omdat het benodigde vermogen voor cv hoger zal liggen; wel omdat het bij nieuwbouwwoningen en ingrijpende renovaties net aanzienlijk lager ligt. Het modulatiebereik is daarom een belangrijk aandachtspunt.

Het vermogen voor verwarming en dat voor sanitair warm water liggen steeds verder uit elkaar. Goed dimensioneren en goed moduleren zijn dan ook kernbegrippen

In de meeste gevallen zal een combiketel tot 20 % kunnen moduleren, al kan ook dat in bepaalde gevallen nog te veel zijn, met een pendelend gedrag van de ketel als gevolg. Liggen de vereisten voor sanitair comfort en de energievraag voor ruimteverwarming te ver uit elkaar, dan is het dus beter om het sanitair comfort op een andere manier te waarborgen.

Buffervat

Een mogelijke oplossing om extra sanitair comfort te garanderen, is de toevoeging van een klein buffervat (bijv. 40 l) en een extra pomp. Op die manier wordt er een beperkte reserve opgebouwd en kunnen pieken eenvoudiger opgevangen worden. Is de energie die in het buffervat werd opgeslagen opgebruikt, dan valt de combiketel terug op het gewone doorstroomprincipe. Heel wat fabrikanten hebben trouwens ook combiketels met een geïntegreerde warmwatertank.

Temperatuurregimes: tussen efficiEntie en comfort

Omdat alle onderdelen rechtstreeks in de combiketel zijn geïntegreerd, zijn de plaatsing en installatie in grote mate vergelijkbaar met die van een klassieke verwarmingsketel. Bij­komende aandachtspunten hebben vooral betrekking op de afregeling en, zoals later aan bod komt, de kwaliteit van het water.

Condenseren?

Condensatieketels leveren het hoogste rendement wanneer ze werken aan een laag temperatuurregime. Zelfs een condenserende combiketel die op een aangepaste warmteafgiftesysteem is aangesloten, zal in SWW-modus, om aan de vraag te voldoen, echter op een hoger regime (bijvoorbeeld 80/60) moeten overschakelen. Bij aluminium ketels met platenwarmtewisselaar zal de conden­serende werking van het toestel op dat moment dan ook tijdelijk stilvallen.

Door een aangepaste afregeling van de tapwatertemperatuur kan u er in bepaalde gevallen echter voor zorgen dat er ook tijdens de sanitairwarmwaterproductie nog gecondenseerd wordt. Door de productietemperatuur van het sanitair warm water in te stellen op 45 in plaats van 55 °C, zal ook het temperatuurregime van het cv-water en de hoofdwarmtewisselaar namelijk lager gehouden kunnen worden.

Uiteraard dient u er wel rekening mee te houden dat een dergelijke ingreep het sanitair comfort niet negatief beïnvloedt. Een douche die 45 °C vraagt aan 6 l/min., zal geen enkel probleem vormen, maar hogere debieten kunnen, omdat er geen koud water meer bijgemengd wordt, moeilijk worden. In dat geval kan men opteren voor een grotere platenwarmtewisselaar of een buffervat, of om het standaardtemperatuurregime van 55 °C aan te houden.

Kalkvorming

Een andere reden waarom het interessant kan zijn om de productietemperatuur van het sanitair warm water met een tiental graden te verlagen, in het bijzonder in regio’s met hard water, is de reductie van kalkvorming. Op 55 °C is het risico op kalkvorming immers aanzienlijk hoger dan op 45 °C, en dat terwijl kalk een van de grootste vijanden van de platenwarmtewisselaar is.

waterkwaliteit is doorslaggevend

De installatie van een combiketel vergt tevens bijzondere aandacht voor de waterkwaliteit, zowel langs de cv- als langs de tapwaterzijde. De kanaaltjes in de platenwarmtewisselaar zijn langs beide zijden immers zodanig klein dat ze relatief snel verstopt kunnen raken, met de nodige gevolgen voor zowel het debiet als de warmteoverdracht. In eerste instantie zal een dergelijke verstopping ertoe leiden dat de ketel voor hetzelfde sanitairwarmwatercomfort meer warmte moet leveren – een verminderde efficiëntie – maar op termijn zal er onvoldoende of eenvoudigweg geen warm water meer geleverd worden.

Tapwaterzijdig

Aan de tapwaterzijde is kalk, zoals reeds gesteld, de grootste vijand van de platenwarmtewisselaar. In gebieden met een hoge waterhardheid is de combinatie van een combiketel met een waterontharder dan ook geen slecht idee. Behoort dat niet tot de mogelijkheden of staat de klant er niet voor open, dan kan de levensduur van de platenwarmtewisselaar, zoals eerder vermeld en als de comforteis het toelaat, verlengd worden door het temperatuurregime af te stemmen.

Cv-zijdig

Aan de cv-zijde is kalk, althans in residentiële toepassingen, doorgaans minder problematisch. Het gaat hier immers om een gesloten circuit met een beperkte inhoud. Het aan­wezige kalk kan zich weliswaar op de platenwarmtewisselaar afzetten, maar eens dat gebeurd is, is de kalk ook effectief uit het cv-water verdwenen en kan de kalklaag dus niet verder aangroeien.

Het water dat zich reeds in het cv-circuit bevindt, is met andere woorden reeds in evenwicht. Dat geldt helaas niet voor het vulwater! Vul daarom steeds bij met proper en eventueel behandeld water.

Heeft de combiketel een aluminium warmtewisselaar, let bij grotere installaties dan op met het klassiek ontharden met zoutoplossing. Dit kan op termijn namelijk leiden tot een ongecontroleerde stijging van de pH en bijgevolg aantasting van de warmtewisselaar. Demineraliseren met een pH-buffer is wel in alle omstandigheden mogelijk.

Verder kan de platenwarmtewisselaar, net als andere onderdelen van de ketel, schade ondervinden van ijzer- en magnetietresten die vanuit het cv-circuit meegevoerd worden. Het is daarom niet alleen goede praktijk om bij de installatie van een nieuwe ketel het cv-circuit te reinigen, maar ook om op de retourleiding van het cv-water, net voor de ketel, een vuilafscheider of (magnetiet)filter te plaatsen. Deze zorgt dat vuil zich in de filter en dus niet in de platenwarmtewisselaar ophoopt.

onderhoud

Herstellen of vervangen?

De levensduur van een platenwarmtewisselaar hangt sterk af van alle bovenstaande factoren. Meldt de klant problemen met de sanitairwarmwatervoorziening, dan is het in ieder geval de juiste reflex om de platenwarmtewisselaar te controleren. Bij een verstopping doet u er trouwens goed aan om de platenwarmtewisselaar meteen integraal te vervangen. Reinigen kán – er bestaan toestellen en producten voor – maar is soms een complexe zaak en in de meeste gevallen slechts een pleister op de wonde. Een nieuwe platenwarmtewisselaar, daarentegen, is betaalbaar en eenvoudig te installeren.

Uiteraard is het in dergelijke gevallen ook zaak om de oorsprong van de verstopping te lokaliseren en zo mogelijk weg te werken. Gaat het om vervuild cv-water, dan is het aangeraden om het cv-circuit te reinigen en een filter te plaatsen. Ligt kalkvorming aan de tapwaterzijde aan de oorsprong, dan zijn een ontharder of aanpassing van het temperatuurregime mogelijke ingrepen om de levensduur van de nieuwe warmtewisselaar te verlengen.

Wettelijke verplichtingen

Zijn er vanwege de klant geen specifieke opmerkingen of problemen, dan volstaat het om voor het onderhoud de wettelijke voorschriften voor verwarmings­ketels te volgen. In Vlaanderen betekent dat een tweejaarlijkse keuring voor gasketels en een jaarlijkse keuring voor stookolieketels. Hou uiteraard ook altijd rekening met de voorschriften van de fabrikant.

Combineren kan!

Voorverwarmen met groene energie

Een combiketel nog verder combineren met een zonneboiler of warmtepompboiler? Dat kan perfect. Voor de combiketel wordt dan een boilervat geplaatst, rechtstreeks aangesloten op de hernieuwbare bron. Die laatste zorgt voor de initiële opwarming van het sanitair warm water, zodat de combiketel bij een daadwerkelijke vraag slechts beperkt (of zelfs helemaal niet) moet bijwarmen. Op die manier kunnen grotere debieten geleverd worden en kunnen pieken eenvoudiger opgevangen worden.

Let wel: bij zonneboilers kan het water in het buffervat temperaturen tot 90 °C behalen. In dat geval is bijwarming uiteraard niet meer nodig, en bovendien kan het hete water in bepaalde gevallen schade berokkenen aan dichtingen en andere onderdelen van de ketel. Een driewegklep moet er in dergelijke gevallen voor zorgen dat het hete water de combiketel bypasst, of er kan via een regelmengkraan koud water aan toegevoegd worden om een meer aanvaardbare temperatuur te bereiken.

Hoe dan ook is het aangeraden om tussen boiler en combiketel – ongeacht of het om een zonneboiler of warmtepompboiler gaat – een aangepaste temperatuursensor te plaatsen. Zo voorkomt men dat de combiketel onnodig aanslaat wanneer de temperatuur in het boilervat reeds volstaat.

Met dank aan: ACV, Groupe Atlantic, Remeha, Sime, Vaillant en Viessmann