dinsdag 19 mei 2015

Interactief: hoeveel verdwijnt door de muur?

Dit blogbericht gaat over het effect van radiatorfolie, en bevat een uitleg over hoeveel warmte er verdwijnt door de muur met- en zonder folie. Het volgende blog zal een interactieve weergave bevatten: daar kunt u zelf enkele omstandigheden aanpassen en het effect daarvan zien.

Warmte verdwijnt door de muur. Jammer natuurlijk, want anders zouden we een stuk minder hoeven stoken. Echter: we kunnen hier wel iets aan doen met behulp van het u waarschijnlijk wel bekende radiatorfolie.

Hierboven een plaatje van enkele rollen radiatorfolie. U kunt zien hoe goedkoop dat spul eigenlijk is, het kost ongeveer een euro per vierkante meter, een paar euro per radiator dus. Nu vraagt u zich misschien af: wat heb ik er precies aan? Werkt dat spul wel?

Omgevingsfactoren

Uiteraard hangt het effect van het folie van een aantal factoren af: in ons geval zijn de belangrijkste factoren die de berekening beinvloeden: de U-waarde van de muur, de binnentemperatuur, de buitentemperatuur, de radiatortemperatuur en het feit of het gaat om een dubbele of een enkele radiator.

Niet al die factoren zal ik hier gaan uitleggen. Degenen die willen weten wat het effect van het wijzigen van deze factoren is kunnen het interactieve model gebruiken, in het volgende blogbericht. Ik raad u wel aan om dit bericht eerst te lezen.

Ik loop ik een beetje vooruit op de isolatiewaarde van de muur, daar zal ik nog een ander blogbericht over schrijven. Voorlopig stel ik de zogenaamde U waarde van de muur op 3,13 Watt per vierkante meter en per graad Celsius temperatuurverschil: over deze U waarde later in dit blog meer. Voorlopig hoeft u alleen te weten dat deze waarde overeen komt met een muur van 23 cm dikte die geheel uit baksteen bestaat - kortom, met een niet zo geweldig goed geïsoleerde maar wel behoorlijk dikke muur. Op de interactieve pagina van het volgende blogbericht kunt u ook deze waarde aanpassen.

Het model van radiator en muur

Binnen is het 18 graden Celsius. De radiatortemperatuur is 60 graden Celsius. Buiten is het 5 graden Celsius. Het is geheel bewolkt en het waait met windkracht 3, de muur is aan de zogenaamde lijzijde (niet aan de kant waar de wind vandaan komt).

Enkele radiator - zonder radiatorfolie. Verliest 59 W/m2 bij deze omstandigheden.


U ziet hierboven de evenwichtssituatie: die evenwichtssituatie ontstaat nadat de kachel lange tijd brandt en de temperatuur van de muur niet meer verandert.

  • De radiator verwarmt de binnenzijde van de muur op tot boven de binnentemperatuur: in dit geval is dat 33 graden Celsius.
  • De radiator zendt iets minder warmtestraling naar de muur dan naar de kamer: 109 Watt per vierkante meter naar de muur, en 156 Watt per vierkante meter naar de kamer. Dit komt doordat de muur aan de binnenzijde iets warmer is dan de kamer.
  • Doordat de muur warmer is dan de omringende lucht in de kamer, verwarmt de muur via convectie (=warmte via luchtbeweging) de kamer in plaats van andersom. De warmte hiervoor is afkomstig van de stralingswarmte van de radiator, die eerder door de muur is opgenomen: de muur geeft 51 Watt per vierkante meter aan de kamer af.
  • Warmteafgifte aan de binnenzijde
    In evenwicht geeft de muur de som van de radiatieve en convectieve warmte af aan de buitenruimte: in ons geval is dit 109 Watt minus 51 Watt is 68 Watt per vierkante meter.
  • Warmteafgifte aan de buitenzijde
    Aan de buitenkant van de muur is de situatie anders dan binnen: de buitenkant van de muur is warmer dan de omgeving, namelijk 14 graden Celsius, terwijl het buiten 5 graden Celsius is.
    De convectieve warmte (48 Watt per vierkante meter) en de radiatieve warmte (48 Watt per vierkante meter) tellen samen op tot 69 Watt per vierkante meter (het verschil met de 68 Watt aan de binnenzijde is te wijten aan afronding). In evenwicht moet immers gelden: Warmteafgifte aan de binnenzijde = Warmteafgifte aan de buitenzijde!
Warmteafgifte en verspilling zonder radiatorfolie
  • Totale warmteafgifte van de radiator
    De radiator geeft in deze situatie 2 maal 189 W/m2 = 378 W/m2 convectiewarmte af. Daarnaast stuurt de radiator 109 W/m2 plus 156 W/m2 stralingswarmte weg. In totaal: 643 Watt.
  • Hoeveel warmte wordt er verspild?
    In totaal verdwijnt er direct zo'n 68 Watt per vierkante meter via de muur naar buiten. Delen we dat door 643 Watt, dan is dat ongeveer 9,1 procent. Voor de kamer blijft 643 min 68 = 575 Watt per vierkante meter over. U verwarmt op deze manier de kamer met een efficiency van ongeveer 90 procent: zo'n 10 procent van de warmte gaat verloren via de muur die achter de radiator staat. 
Warmteafgifte en verspilling MET radiatorfolie

Hieronder ziet u de situatie in evenwicht MET radiatorfolie. Op het folie na is de situatie hetzelfde: dezelfde U-waarde voor de muur, dezelfde binnentemperatuur, dezelfde buitentemperatuur en dezelfde radiatortemperatuur. 

enkele radiator met folie
enkele radiator - met radiatorfolie. Verliest 15 W/m2 bij deze omstandigheden

Het eerste dat misschien opvalt is dat het warmtetransport via straling richting radiator een stuk minder groot is. Dat komt doordat het folie zo'n 97 procent van de straling terugkaatst richting de radiator. De temperatuur van de binnenkant van de muur is nu een stuk minder hoog: vanwege het warmtetransport door de muur is deze nu net iets lager dan de binnentemperatuur.
  • Totale warmteafgifte van de radiator
    De radiator geeft in deze situatie nog steeds 2 maal 189 W/m2 = 378 W/m2 convectiewarmte af. Daarnaast stuurt de radiator 9 W/m2 plus 156 W/m2 stralingswarmte weg. In totaal: 543 Watt per vierkante meter radiatoroppervlak, iets minder dan in het eerste geval.
  • Hoeveel warmte wordt er verspild?
    In totaal verdwijnt er direct zo'n 15 Watt per vierkante meter via de muur naar buiten, een stuk minder dan in het geval zonder folie. Delen we dat door 534 Watt, dan is dat minder dan 3 procent. U verwarmt op deze manier de kamer met een efficiency van ongeveer 97 procent: zo'n 3 procent van de warmte gaat verloren via de muur die achter de radiator staat.
Besparing
  • U bespaart u bij gebruik van het folie ten opzichte van het vorige geval zo'n 7 procent van de verstookte energie.

    Orde van grootte: Wanneer u per jaar een rekening heeft van 800 euro aan gas voor stookkosten, en het bovenstaande voorbeeld voor alle radiatoren zou gelden, zou u een slordige 60 euro op jaarbasis besparen.

    Deze winst is bereikt met een velletje radiatorfolie van een paar euro. 
Tip
  • Tip: Gebruik wel stevige dubbelzijdige tape, dan blijft het folie goed zitten ;)
Zelf aan de knoppen zitten
  • In het volgende blogbericht kunt u zien wat het effect is van een dubbele radiator, en van andere gewijzigde omstandigheden (met name de buitentemperatuur en de isolatiewaarde van de muur).





Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen