Informatie over hoogrendementsketels

Een hoogrendement ketel of HR-ketel is een verwarmingsketel op aardgas die ten opzichte van een conventionele gasketel een hoger rendement heeft. Dit wordt gerealiseerd door condensatie van de waterdamp in de rookgassen. Hoogrendementsketels zijn in 1981 door Nefit voor het eerst in Nederland geïntroduceerd.

Het Gaskeur HR-label verdeelt HR-ketels in drie categorieën:

1. HR 100, met een rendement van ten minste 100%
2. HR 104, met een redement van ten minste 104%
3. HR 107, met een rendement van ten minste 107%.
   

In de praktijk is een verbetering van ongeveer 10% haalbaar.

Werking

Het hoge rendement wordt bereikt door het koude retourwater in een warmtewisselaar voor te verwarmen met de rookgassen. Deze gassen bevatten veel waterdamp, die bij dit proces condenseert en daarbij veel warmte overdraagt (2258 kJ/kg).

HR-ketels moeten vanwege de condensvorming zijn voorzien van een condensafvoer. De hoeveelheid condens is afhankelijk van de gebruikte brandstof: 1 m³ (0,7 kg) aardgas geeft ongeveer 1,5 liter condensaat tegen 1 liter condensaat per liter stookolie.

Beveiliging

Alle HR-toestellen zijn uitgevoerd met een vlambeveiliging waardoor geen gasgebrekbeveiliging meer nodig is. De waakvlam kan alleen aangestoken worden terwijl de vlambeveiliging overbrugd wordt door een knop ingedrukt te houden zolang de voeler nog niet is opgewarmd. Gaat de waakvlam uit dan koelt de voeler af en stopt de gastoevoer naar het toestel.

Rendement

Dat HR-ketels een "rendement" boven 100% kunnen halen is een kwestie van definitie. In Europese richtlijnen worden de verliezen door de afvoer van verbrandingsgassen niet in het rendement meegerekend. Men rekent dus met de zogenaamde onderste verbrandingswaarde. Wanneer nu de condensatiewarmte uit de rookgassen wordt benut, zoals in HR-ketels gebeurt, zou men eigenlijk met de bovenste verbrandingswaarde moeten rekenen. Het rendement zou in dat geval onder de 100% blijven steken.

Factoren die het rendement van de ketel ongunstig beïnvloeden, zijn verliezen:

• door convectie en uitstraling komt de warmte in de directe omgeving van de ketel terecht, in plaats van in de warmwatercirculatie
• via de verbrandingsgassen verdwijnt een deel van de warmte in de buitenlucht
  
  

Alternatieve hoogrendementssystemen

Alhoewel een conventioneel berekend rendement van 100% het maximaal haalbare lijkt, is een aanzienlijk beter resultaat te boeken door inzet van een warmtepomp. Zo'n machine maakt gebruik van een warmtepomp die de warmte uit een groot reservoir, bijvoorbeeld de buitenlucht of een ondergrondse waterhoudende laag, opwerkt tot warmte boven kamertemperatuur.

In een WKK-installatie ontbreekt een warmtepomp, maar wordt de restwarmte van de geëxpandeerde rookgassen direct benut voor ruimteverwarming, terwijl de mechanische energie van de turbine wordt omgezet in elektriciteit.

De HR-ketel tenslotte heeft geen warmtepomp of turbine, maar gebruikt de hete verbrandingsgassen direct voor het verwarmen van koud water. Dit is echter een thermodynamisch onomkeerbaar proces, waarbij bruikbare energie wordt verspild.