Water vs thermische olie: expansie bij hoge temperatuurverwarming

Waterdrukapparaten: hoe werkt het?

Water wordt vaak gebruikt in verwarmingssystemen, maar zodra de temperatuur boven de 100 °C komt, verandert de situatie. Normaal gesproken kookt water bij 100 °C en wordt het omgezet in gasvorm. Om water vloeibaar te houden bij hoge temperaturen, moet het onder druk worden gezet. Dit wordt gedaan met waterdrukapparaten, die doorgaans temperaturen tot 160 °C kunnen bereiken.

Hogere temperaturen, hogere druk
Wanneer water wordt verwarmd boven de 80 °C, wordt het systeem volledig afgesloten om te voorkomen dat er lucht binnenkomt. De druk in het systeem stijgt, waardoor het water vloeibaar blijft.

Expansie van water
Naarmate de temperatuur stijgt, neemt ook het volume van het water toe. Dit fenomeen wordt uitzetting of expansie genoemd. Om te voorkomen dat het systeem door deze volumeverandering barst of defect raakt, wordt een expansietank ingebouwd. De tank vangt het extra volume op en reguleert de druk, zodat het water veilig blijft circuleren.

Extern volume
Bij het verwarmen van water is het belangrijk om te weten hoeveel extern volume (bijvoorbeeld in slangen of kanalen) er in het systeem aanwezig is. De expansie van dit externe volume moet door de expansietank worden opgevangen om het water vloeibaar te houden en de benodigde temperatuur te bereiken. Is het expansievolume te klein, dan kan de gewenste temperatuur niet worden behaald.

Thermische olie: geen druk, maar wel expansie

Thermische olie is een populair alternatief voor verwarming bij hogere temperaturen. In tegenstelling tot water komt er bij thermische olie geen druk op het systeem te staan. Thermische olie wordt ingezet in systemen die temperaturen bereiken van 100 °C tot zelfs 360 °C, en is een uitstekende keuze voor toepassingen waar een hoge, constante temperatuur vereist is.

Geen drukopbouw
Bij thermische olie wordt het systeem niet onder druk gezet. De olie blijft vloeibaar bij hoge temperaturen. Het belangrijkste effect van verhitting is dat de olie uitzet naarmate de temperatuur stijgt.

Expansie van olie
Thermische olie expandeert ongeveer 10% per 100 °C temperatuurverhoging. Dit betekent dat bij stijgende temperatuur het volume aanzienlijk toeneemt. Net als bij water is een expansietank noodzakelijk om het extra volume op te vangen.

Extern volume
Het externe volume bij thermische olie is net zo belangrijk als bij water. Denk aan olie in slangen of in de mantel van een dubbelwandig vat. De grootte van de expansietank moet worden afgestemd op het verwachte volume aan thermische olie in het systeem, zodat de expansie wordt opgevangen zonder dat het systeem gaat overlopen.

Waarom expansievolume cruciaal is

Bij zowel water- als thermische oliesystemen is een voldoende grote expansietank essentieel. De expansie van het medium kan leiden tot hoge drukken of ruimtegebrek in het systeem, wat kan resulteren in schade aan apparatuur of onveilige situaties.

Bij de keuze van een verwarmingssysteem zijn twee zaken bepalend:

1. De maximale temperatuur die je wilt bereiken: dit bepaalt hoeveel het medium zal uitzetten en hoeveel ruimte er nodig is voor de expansie.
2. Het externe volume dat verwarmd moet worden: dit is het volume van het medium in de leidingen, matrijzen of vaten die door het verwarmingssysteem worden omgeven. Dit moet worden opgevangen door de expansietank.

Conclusie

Water vereist druk om boven de 100 °C vloeibaar te blijven. Thermische olie zet uit naarmate de temperatuur stijgt, zonder drukopbouw. In beide gevallen is het cruciaal om voldoende expansieruimte te voorzien in de vorm van een expansietank, om schade aan het systeem te voorkomen. Let bij de keuze van een verwarmingssysteem goed op de maximale temperatuur en het externe volume, zodat het systeem veilig en efficiënt blijft functioneren.