Warm water met hulp van de zon
De meeste zonneboilers worden gebruikt voor warm tapwater
besparen door een zonneboiler. De besparing is groter als ook de verwarming door de zon ondersteund wordt, zie hieronder.
De keuze van de juiste boiler heeft met veel factoren te maken, ten eerste is er het huis, hoe groot kan hij zijn? Ten tweede uit hoeveel personen bestaat uw huishouden en hoeveel water verbruiken deze gemiddeld, stelregel is men redelijk zuinig dan is 50 liter per persoon voldoende, wilt u meer luxe dan is 80 liter per persoon beter, waarbij een grotere boiler ook voor zuinige mensen een grotere besparing oplevert omdat er meer warmte opgeslagen wordt voor minder mooie dagen.
Verwarming met hulp van de zon
Een zonneboiler kent iedereen inmiddels, de meeste mensen denken hierbij aan het opwarmen van tapwater, terwijl het juist meer rendement oplevert als je ook de verwarming van je huis met zonnewarmte ondersteunt
Als we een goed geïsoleerd huis met 100 m² collector en 40 m³ warmteopslag zouden hebben hoeft er niet bij verwarmd te worden. maar omdat niet iedereen zo veel plaats heeft is een combinatie van zonneboiler en een hout- of pellet kachel een goede optie.
Bij een collector oppervlak 20 m² en buffervat met een volume van 1000 liter zou de zon een besparing op de verwarmingskosten van ca. 30-45% opleveren. Hieronder staan 2 grafieken die de relatie tussen de grootte van de collector en de daarbij horende warmte-buffer laten zien in relatie tot de mogelijke graag van energiebesparing op verwarming. Een zonneboiler voor alleen tapwater levert ook een redelijke besparing maar dat is geheel afhankelijk van het warmwaterverbruik en is in veel gevallen veel minder in verhouding tot de investering.
Warmte-Buffer
Een buffer is nodig om de warmte op te slaan en zo de energie van de zon ook op dagen met minder zon te kunnen gebruiken
Uit bovenstaande rechter grafiek is te zien dat 40 liter per m² collector oppervlak een redelijke richtwaarde is, voor de verschillende types en uitvoeringen van zonnecollectoren gelden verschillende waarden, waarbij belangrijk is dat een installatie juist gedimensioneerd is voor de toepassing waarvoor deze bedoeld is.
Een zonneboiler voor warm-tapwater moet groot genoeg zijn de om in de zomer de gebruikers van warm water te voorzien zonder dat er andere verwarming nodig is dan de zon, voor een gemiddelde familie is dit al snel 200 liter en een collector oppervlakte van 5 m². Tapwaterboiler of hygiëneboiler, de voordelen van een hygiëneboiler zijn dat het tapwater via een warmtewisselaar opgewarmd wordt en dus niet lang in de boiler staat, daarom kan er geen legionella ontstaan en wordt hij hygiëneboiler genoemd. De hygiëneboiler wordt vooral gebruikt als ook de verwarming ondersteund wordt.
Voor een zonneboiler met verwarmingsondersteuning is een collector van 15 -20 m² met een 1000 liter (hygiëne) boiler een goede compromis, betaalbaar, in de meeste huizen nog wel te plaatsen en met een besparing op de gasrekening tussen 30 en 45% ook rendabel.
Voor warmte voor wasserijen, boerderijen en industrie geldt dat er enorme besparingen te behalen zijn en dat er zeer aantrekkelijke subsidies zijn die de investering in zonne-warmte zeer rendabel maakt.
In de webshop staan een aantal sets met zonneboilers, graag ben ik ook bereid om uw behoefte te berekenen en een maatwerk offerte te maken.
Werking en voordelen heat pipe ofwel vacuümbuizen
De meeste zonneboiler systemen in Nederland worden uitgevoerd met zogenaamde vlakke-plaat collectoren. Dit is vaak een donkere plaat waar het water of glycol doorheen stroomt in buisjes die er achter zitten en zodoende door de zon opgewarmd wordt.
Een geheel andere techniek is die van de heat pipes met een vacuümbuis collector. Deze bestaat uit een serie dubbelwandige glazen buizen, voorzien van een vacuüm, waarbij de binnenste buis een donkere coating heeft. Wij zullen uitleggen hoe dit pecies werkt, maar om daar te komen eerst een paar belangrijke punten.
De volgende vijf fysicawetten zijn voor de werking van vacuümbuizen belangrijk:
1. Een zwart vlak neemt van nature veel warmte op;
2. Vacuüm is de beste isolator die er bestaat (denk aan een thermoskan);
3. Efficiënt warmtetransport door alcohol te verdampen en te condenseren (de heatpipe);
4. Metalen geleiden warmte zeer goed;
5. Een gas onder druk heeft een verhoogd kookpunt
De werking van heat pipe ofwel vacuümbuizen:
- Zonlicht valt op de vacuümbuis van dubbelwandig glas en gaat door de eerste glas laag heen die transparant is;
- Dit UV licht wordt geabsorbeerd door de binnenste glas laag waar een zwarte warmte absorberende coating op aangebracht is en die de straling omzet in warmte;
- Deze warmte kan niet meer naar buiten door de super isolerende vacuüm laag tussen de twee glazen wanden (thermosfles principe) en wordt afgegeven aan een kopen buis gevuld met alcohol; (de heatipe)
- De verdampte alcohol stijgt op en als het boven in de kop van de schuinstaande heatpipe komt, geeft het zijn warmte af aan de collectorkop, condenseert en druppelt naar beneden, waardoor de cyclus opnieuw kan beginnen;
- De warmte van de heatpipe stijgt zo naar boven en geeft zijn warmte af aan de koperen collectorkop gevuld met glycol. Dit reservoir kan een temperatuur 220°C bereiken;
- De heat pipes geven in de collectorkop hun warmte af aan een antivriesmiddel (glycol), maar komen er niet mee in contact.
- Het opgewarmde glycol wordt door de zonnecollectorkop via flexibele geïsoleerde RVS buizen gepompt naar het boilervat;
- Het glycol geeft via een spiraal in dit boilervat zijn warmte af aan het water in de boiler. Afhankelijk van de grootte en het type is dit kraanwater en/of CV-water.
De voordelen van vacuümbuizen ten opzichte van vlakke-plaat collectoren:
- Dankzij de dubbelwandige vacuümbuizen is de absorptie (=warmteopname) maximaal en de emissie (= verlies naar de omgeving) minimaal, hetgeen leidt tot bijzonder fraaie rendementen;
- Dankzij de ronde buizen wordt zowel direct als diffuus zonlicht (op 60% van alle dagen per jaar in Nederland) – zelfs bij ongunstige plaatsing t.o.v. het zuiden – optimaal geabsorbeerd;
- De ingestraalde warmte van een groot oppervlak wordt door de heatpipe geconcentreerd naar een klein oppervlak (boven in de heatpipe) waar deze geaccumuleerde warmte kan worden overgedragen aan het te verwarmen glycol;
- Een heatpipe heeft een hele lage soortelijke warmte, doordat deze voornamelijk gevuld is met alcoholdamp. Hierdoor werkt hij al bij lage temperaturen.
- Een vlakke plaat heeft nauwelijks opbrengst in de maanden rondom de winter omdat deze de versterkende werking mist van de vacuümbuis met heatpipe collector.
- Doordat de verdamper en condensor van de heatpipe (net als bij een warmtepomp) in de goed geïsoleerde vacuümbuis hogere temperaturen bereiken, heeft dit type collector nog steeds een behoorlijke opbrengst in het voor- en najaar.
- Hierdoor is de heatpipe collector prima geschikt voor het ondersteunen van het CV verwarming circuit.