Aan cv-ketels voeren we energie toe met het doel warmte op te wekken en die vervolgens aan een vloeistof af te geven. Een cv-ketel bevindt zich altijd in een stromend leidingsysteem. Het afgekoelde retourwater komt met lage temperatuur aan en wordt vervolgens door de cv-ketel in temperatuur verhoogd tot de gewenste aanvoertemperatuur.

Indeling gasgestookte cv-ketels

De meeste warmteopwekkingsinstallaties bestaan nog steeds uit gasgestookte ketels. Dit zal in de toekomst veranderen, maar nu is aardgas nog een relatief goedkope brandstof en in bijna heel Nederland beschikbaar. Daarom besteden we hier aandacht aan de gasgestookte ketels en wel ingedeeld naar eigenschappen.

We kunnen cv-ketels indelen op basis van de volgende kenmerkende eigenschappen:

1. medium en temperatuurbereik;
2. risico-indeling;
3. stookwijze;
4. open of gesloten toestellen;
5. energetische prestaties.

1. Medium en temperatuurbereik

Het aan de cv-ketels toegevoerde water wordt verhit door temperatuurtoename:

• Warm water: verhitten we in warmwaterketels tot een temperatuur van maximaal 110 °C, hoofdzakelijk voor het verwarmen van gebouwen (laagwaardige temperatuur). De gangbare aanvoertemperatuur varieert tussen 60 en 90 °C onder ontwerpcondities.
• Heet water: passen we met een temperatuur boven 110 °C ook toe voor het verwarmen van gebouwen, maar vaker voor processen, in de praktijk meestal tot een temperatuur van circa 170 °C.
• Stoom: passen we toe bij grotere vermogens en hogere temperaturen, niet of nauwelijks voor het verwarmen van gebouwen, maar vooral om processen in industrieën of ziekenhuizen. Daar zetten we stoom in voor bijvoorbeeld bevochtiging, sterilisatie en het creëren van een vacuüm.
• Thermische olie: passen we toe voor processen met een nog hoger temperatuurbereik, 250 tot 400 °C. In de gebouwde omgeving komen dergelijke installaties niet voor en daarom zullen we ze niet verder behandelen.

2. Risico-indeling

Behalve naar temperatuur en druk kunnen we ketels ook indelen naar hun risico voor de omgeving.

Internationaal gelden regels waaraan ketels moeten voldoen, naargelang hun mediumtemperatuur en -druk en hun fasetoestand. Bijvoorbeeld ketels voor de productie van heet water en stoom met een druk vanaf 0,5 bar overdruk zijn in principe keuringsplichtig en vallen onder de PED (Presssure Equipment Directive).

3. Stookwijze

Ook de stookwijze kunnen we als indelingscriterium gebruiken. Aan ketels wordt energie toegevoerd en overgedragen. Deze energie kan bestaan uit:

• gasvormige brandstoffen;
• vloeibare brandstoffen;
• vaste brandstoffen.

Als we ons beperken tot de situatie in Nederland en de opgestelde ketels voor de gebouwde omgeving, dan betreffen dit hoofdzakelijk aardgasgestookte ketels. Propaangestookte ketels passen we minder toe, wel in buitengebieden waar geen gasleiding ligt. Verder zijn er:

• ketels gestookt met huisbrandolie of biodiesel;
• houtgestookte ketels.

Daarnaast passen we elektrisch verwarmde ketels met kleinere vermogens toe, voor onder andere de productie van stoom voor bevochtigingsdoeleinden.

4. Open of gesloten toestellen

We kunnen ketels bovendien indelen naar de toevoer van de benodigde verbrandingslucht voor het toestel. Zo spreken we van een open toestel indien de verbrandingslucht aan de opstellingsruimte wordt onttrokken en van een gesloten toestel indien deze van buiten de opstellingsruimte wordt onttrokken. Verder kennen we atmosferische toestellen waarbij de verbrandingslucht onder atmosferische condities aan de brander wordt toegevoerd en overdrukketels waarbij de verbrandingslucht wordt aangezogen en onder druk wordt toegevoerd door middel van een verbrandingsluchtventilator.

5. Energetische prestaties

Ketels kunnen we ook indelen naar hun energetische prestaties. In onderstaande tabel staat een indeling op basis van het ketelrendement. De vermelde rendementen zijn bepaald op de betrokken bovenwaarde van de brandstof.

Tabel. Indeling van ketels naar energetische prestaties.

We zien dat de aanvoertemperatuur bij warmwaterketels van belang is, omdat rookgascondensatie optreedt bij rookgastemperaturen lager dan het dauwpunt. Voor aardgasgestookte toestellen is deze ongeveer 55 tot 60 °C afhankelijk van de luchtovermaat en atmosferische condities.

Hr-ketels hebben een rookgascondensor en condenseren afhankelijk van de retourtemperatuur. Heetwaterketels kunnen zowel met een economiser (cv-retourwatervoorverwarmer) als met luvo (luchtvoorverwarmer) worden uitgevoerd. Beide verhogen het rendement door de afkoeling van rookgassen. De rendementswinsten mogen dan bij elkaar gesommeerd worden. Dit geldt eveneens voor stoomketels: een rookgascondensor verhoogt de temperatuur van het koude suppletiewater.