Hoofdstuk 4

4.1 Warmtebronnen en brandstoffen

Als je iets wilt verwarmen heb je een warmtebron nodig. Voorbeelden daarvan zijn; de cv, de geiser, de boiler, het theelichtje, het fornuis, de oven, het strijkijzer etc.

Sommige warmtebronnen leveren warmte op door een brandstof te verbranden. Een gasbrander verbrandt aardgas, een oliekachel huisbrandolie.
De energie in aardgas of in een andere brandstof zoals aardolie of steenkool wordt chemische energie genoemd. Chemische energie kun je omzetten in warmte door te brandstof te verbranden. Hoe meer brandstof er wordt verbrand --> Hoe meer warmte

Er zijn ook warmtebronnen die elektrische energie omzetten in warmte. Denk maar aan een broodrooster of een strijkijzer.

Bijna alle woonhuizen in NL zijn aangesloten op het aardgasnet. Gemiddeld gasverbruik ligt rond de 2000 m³ aardgas per jaar. Grootste deel is nodig voor verwarming van het huis.

Al het gas dat in een woonhuis verbruikt wordt, stroomt eerst door een gasmeter. Als je weet hoeveel een kubieke meter aardgas kost, kun je vervolgens berekenen hoeveel je in dat jaar voor aardgas moet betalen.

Hoe groot de temperatuurstijging is kun je aflezen op een thermometer.

4.2 Aardgas verbranden

De cv-installatie
- In de verwarmingsketel wordt aardgas verbrand. --> Daarbij ontstaan gassen die erg heet zijn.
- De hete gassen stromen daarna langs de warmtewisselaar. --> Op die manier wordt het water in de warmtewisselaar verhit.
- De pomp voert het hete water naar de radiatoren. Daar staat het water weer warmte af --> zo worden de vertrekken verwarmd.

Verbranden
De brandstof die in een cv-ketel wordt gebruikt , is aardgas. --> brandbare deel is methaan.
Het is belangrijk dat er in de cv-ketel voor voldoende luchttoevoer wordt gezorgd --> voor de zuurstof en de lucht zit deze zuurstof.
Het mengsel van aardgas en lucht moet op een bepaalde temperatuur bereikt hebben: de ontbrandingstemperatuur. --> Zo kun je een verbranding op gang brengen. Je kunt het aardgas ontsteken met een lucifer of een waakvlam, maar ook met de vonk van een aansteker.

Dus voor elke verbranding is
- Brandstof nodig
- Zuurstof nodig
- Ontbrandingstemperatuur nodig

Verbrandingsproducten
Behalve bij een heleboel warmte ontstaat bij verbranding ook verbrandingsproducten. De verbrandingsproducten die bij de verbranding van aardgas ontstaan zijn;
- Water(damp)
- Koolzuurgas --> Koolstofdioxide --> co2

Hoe kun je het ontstaan van waterdamp aantonen?
Als je een koud bekerglas boven een brandende gasbrander houdt, beslaat het glas.

Hoe kun je koolzuurgas aantonen?
Door de verbrandingsgassen van een gasvlam door kalkwater de leiden. Het kalkwater wordt dan troebel.

Het reactieschema
Het verbranden van aardgas wordt een reactie genoemd.

Wat gebeurt er bij een reactie?
Dan verdwijnen de stoffen waarmee je begint. Daarvoor in de plaats krijg je nieuwe stoffen met nieuwe eigenschappen

bij het verbranden van aardgas verdwijnen de stoffen methaan en zuurstof. Daarvoor in de plaats komen de stoffen water en koolstofdioxide.

REACTIESCHEMA VAN AARDGAS

De ‘G’ achter elke stof staat voor Gas.
Als er vloeistoffen bij de reactie betrokken zijn, gebruik je de ‘L’ van liquid --> vloeibaar
Als er vaste stoffen bij de reactie betrokken zijn, gebruik je de ‘S’ van solid --> vast

Volledige en onvolledige verbranding
Omdat voor de verbranding veel lucht nodig is (ongeveer 10 liter lucht op 1 liter aardgas), moet eer voldoende verse lucht moet kunnen aangevoerd.
Als dat niet gebeurd kan er ook koolstofmono-oxide ->kolendamp --> koolmonoxide ontstaan. Dit is reukloos en zeer giftig gas als het wordt ingeademd.

4.3 Geleiding en stroming

De warmte wordt vervoerd van de verwarmingsketel naar de verschillende kamers in huis. Daarbij kom je verschillende vormen van warmtetransport tegen, zoals geleiding en stroming.

In een radiator vindt het volgende warmtetransport plaats
1 Het hete water geeft warmte af aan de binnenkant van de radiator.
2 De warmte wordt door geleiding vervoerd naar de buitenkant van de radiator.
3 Daar wordt de warmte afgestaan aan de lucht en de voorwerpen in de kamer.

Bij geleiding verplaatst de warmte zich door een stof van de plaats met de hoogste temperatuur naar die met de laagste temperatuur. Zonder dit temperatuurverschil zou er geen warmtetransport plaatsvinden.

Bij stroming stijgt de warme lucht op en neemt zo de warmte mee die bij de radiator opgenomen is. Aan de andere kant van de kamer daalt de (afgekoelde) lucht weer.

Aan de binnenkant van de radiator --> het warmst
Aan de buitenkant van de radiator --> het koudst

Verschillende radiatoren zijn;
- De vlakke-plaatradiator
- De paneelradiator
- De ledenradiator

Waarom en hoe wordt de oppervlakte van een radiator vaak groter gemaakt?
Door ze een gegolfd oppervlak te geven. Daardoor staan ze beter hun lucht af.

Het hete water komt via de bovenkant naar binnen. Daar is ook de aanvoerleiding knop. De retourleiding zit aan de onderkant.

Metalen zijn goede warmtegeleiders. Plastic en bijna alle vloeistoffen en gassen zijn slechte.