Beantwoord

Lagere cv-temperatuur en dus hoger rendement én lagere NO2-uitstoot van HR-ketels ?

  • 26 september 2019
  • 2 reacties
  • 432 Bekeken

Reputatie 6
Badge +2
De NO2 uitstoot door verkeer en de veehouderij staat nu in de belangstelling. Maar hoe zit het met de mogelijkheden om de NO2 uitstoot voor de verwarming van onze huizen te verminderen ?

Bij de verbranding van aardgas ontstaat er immers NO2. Dit is het gevolg van de chemische reactie N2 (luchtstiktstof) ) + 2 O2 ---> 2 NO2. Deze reactie vindt ook plaats in de cilinders van een verbrandingsmotor. Ook tijdens bliksemontladingen ontstaat (van nature) NO2, waardoor dankzij verdere oxidatie nitraat ontstaat waardoor planten kunnen groeien. In een (goed afgestelde) HR-ketel ontstaat condenswater. In dat condenswater zit ook een beetje van de NO2 die bij de verbranding van aardgas is ontstaan.
  1. Een lager aardgasverbruik door isolatie en verstandiger verwarmen leidt uiteraard tot minder verbrandingsgas en dus minder NO2.
  2. Een modulerende ketel regelt het vermogen (gasverbruik per uur) en dus de verbrandingstemperatuur en derhalve wordt er minder NO2 gevormd.
  3. Als het retourwater vanaf de radiatoren voldoende laag is, condenseert de bij de verbranding van aardgas ontstane waterdamp (en wordt dus de condensatiewarmte benut). In dit condens wordt ook een (voor mij onbekend) deel van de NO2 opgenomen. Immers ten tijde van de experimentele verbrandingsmotoren op waterstof (nu hebben ze een brandstofcel) werd immers toch ontraden om het water dat uit de uitlaat komt op te drinken, vanwege die NO2. De NO2 die bij een HR-ketel in het condenswater komt, gaat via de condenswaterafvoer in het riool. In de rioolwaterzuivering wordt vervolgens deze NO2 door bacteriën weer omgezet in luchtstikstof N2 ((gedenitrificeerd)) en komt dus [correctie 27-9 18:20 h : niet] als NO2 in het milieu.
Hoe lager de cv-temperatuur hoe lager het vermogen en dus de verbrandingstemperatuur. Daarnaast ontstaat er ook meer condenswater en derhalve zou er ook een groter deel van de NO2 met het condenswater worden afgevoerd.

Is dit geen extra reden om met een hoger rendement van de HR-ketel het huis te verwarmen !

Leon.
icon

Beste antwoord door HenkDaalder 28 september 2019, 14:47

Hoeveel NOx uit een ketel komt, hangt vooral af van de brander techniek. Aardgas moet bij zo laag mogelijke temperatuur verbranden, de water temperatuur heeft daar niets mee te maken.
De hoeveelheid NOx neemt exponentieel toe met de verbrandingstemperatuur.
Ook de snelheid van de gas en lucht stroming is van invloed, hoe langer het mengsel lucht, met stikstof en zuurstof heet is, hoe meer NOx ontstaat.
Daarom hebben CV-ketels vaak, altijd, een ventilator, die de doorstroming van de gassen precies regelt

Ook een platte of laag-vormige brander, helpt dan. Mijn ketel heeft een keramische brander van ca 40 bij 60 cm, waar het gas-lucht mengsel vanboven naar beneden passeert, door talloze gaatjes.
De verbrandign gebeurt bij het passeren van die plaat. Dus de gassen zijn zo kort mogelijk heet.
Die keramische plaat wordt roodgloeiend, en de infraroodstraling, maakt de warmtewisselaar heet.
Daarna gaan de verbrandinggassen nog langs de warmewisselaar, waarbij (bij mij) een klein deel van de waterdamp kan condenseren.

De ventilator dwingt de gassen door welke vorm van verbrander en warmtewisselaar dan ook, zodat alles in een klein volume kan worden opgevouwen.
Bekijk origineel

2 reacties

Reputatie 5
@Driepinter Op zich klopt jouw argumentatie, maar qua hoeveelheid is de NOx uitstoot van cv-ketels tegenover de andere bekende bronnen relatief klein. Het gaat, als ik me niet erg vergis, om max. 56 mg/kWh voor nieuwe cv-ketels (De jaaruitstoot voor NL kan je hiermee schatten). - De mogelijke reductie door werkelijk in het HR-gebied en modulerend te werken is waarschijnlijk minimaal.
Een lager vermogen betekent niet a priori een veel lagere verbrandingstemperatuur, maar de uitstoot aan NOx neemt natuurlijk wel af, gelukkig.

Nog een paar kleine aanvullingen c.q. correcties in de chemie:
  • NO2 reageert met water tot salpeterzuur en salpetrigzuur - zgn. disproportionering
(verklaring: H2O + 2 NO2 -> HNO3 + HNO2)
  • De dentrificatiestap levert idd stikstof, maar dit is N2 , NO2 is stikstofdioxide
Niet vergeten! - ca. 20-25% van het gasverbruik gaat op aan het bereiden van warm tapwater, meestal op hoog vermogen en met minimale condensatie.

P.S.:
Ik denk trouwens niet dat de mogelijke NOx-reductie het gemiddelde VEH-lid zal bezig houden, daar gaat het eerder om de centen (hoger rendement) en om het comfort (ook belangrijk). De randvoorwaarden voor lagere (retour)temperaturen (hoger rendement ook bij warmtepompen natuurlijk) zijn voor vele oudere installaties in oudere huizen qua investering al behoorlijk hoog.
Reputatie 4
Badge +1
Hoeveel NOx uit een ketel komt, hangt vooral af van de brander techniek. Aardgas moet bij zo laag mogelijke temperatuur verbranden, de water temperatuur heeft daar niets mee te maken.
De hoeveelheid NOx neemt exponentieel toe met de verbrandingstemperatuur.
Ook de snelheid van de gas en lucht stroming is van invloed, hoe langer het mengsel lucht, met stikstof en zuurstof heet is, hoe meer NOx ontstaat.
Daarom hebben CV-ketels vaak, altijd, een ventilator, die de doorstroming van de gassen precies regelt

Ook een platte of laag-vormige brander, helpt dan. Mijn ketel heeft een keramische brander van ca 40 bij 60 cm, waar het gas-lucht mengsel vanboven naar beneden passeert, door talloze gaatjes.
De verbrandign gebeurt bij het passeren van die plaat. Dus de gassen zijn zo kort mogelijk heet.
Die keramische plaat wordt roodgloeiend, en de infraroodstraling, maakt de warmtewisselaar heet.
Daarna gaan de verbrandinggassen nog langs de warmewisselaar, waarbij (bij mij) een klein deel van de waterdamp kan condenseren.

De ventilator dwingt de gassen door welke vorm van verbrander en warmtewisselaar dan ook, zodat alles in een klein volume kan worden opgevouwen.

Reageer