Zonneboilers

Techniek

Bij MiNi Energietechniek opteren we met ons MiNiSol systeem resoluut voor een gesloten Tyfocor systeem onder druk, dit heeft ontegensprekelijk voordelen t.o.v. de oudere leegloopsystemen. De lagere investeringskost maakt maar gedeeltelijk het nadeel van een leegloopsysteem goed.

We onderscheiden globaal twee soorten collectoren:

• Vlakke collectoren: de absorber bestaat hier uit een ondiepe bak voorzien van isolatie, een zwarte metalen plaat waarop koperen buizen gemonteerd zijn en een glasplaat. De buizen lopen parallel of zijn spiraalsgewijs gemonteerd. Deze collectoren verliezen een gedeelte van hun opgevangen warmte opnieuw via emissie, waardoor ze bij kouder weer minder performant zijn dan vacuümbuis collectoren.
  Deze collectoren halen in perfecte omstandigheden een rendement van 500 kWh/jaar per m².
   
• Vacuümbuiscollectoren: de absorber bestaat uit een vacuümbuis in glas. Deze collectoren warmen zeer snel op en bieden door hun vacuümomhulsel een veel hoger rendement dan vlakke zonnecollectoren. Ook als het in de winter vriest, wordt er voldoende warmte opgenomen bij een beetje zonlicht. Daarenboven functioneren vacuümbuis collectoren ook zeer goed bij diffuus licht.
  Deze collectoren halen in perfecte omstandigheden gemiddeld een rendement van 600 kWh/jaar per m².​

De MiNiSol collectoren werken volgens de heatpipe techniek. Het neusje van de zalm onder de vacuümbuiscollectoren.
Heatpipe collectoren halen op jaarbasis ongeveer 30% meer rendement dan vlakke plaat collectoren en dit voornaamelijk in de tussenseizoenen wanneer alle opgevangen warmte welkom is.
Deze collectoren halen in perfecte omstandigheden een rendement van 700 kWh/jaar en per m².

Dimensionering

Algemeen wordt aangenomen dat een persoon gemiddeld 50 liter warm water per dag verbruikt (douche, bad, afwas,...).
Een gemiddeld gezin van 4 personen zal dus ongeveer 200 liter per dag verbruiken. Hierop mag men dan nog wat bufferreserve voorzien zodat men als leidraad tot de volgende dimensionering komt.
 

In een correct gedimensioneerde installatie kan dan tot ongeveer 65 % van de jaarlijkse energiebehoefte aan warm sanitair water door de zonneboiler worden opgewekt.

Werking

Collectoren

De MiNiSol heatpipe collector vangt het invallende zonlicht op en zet het om in warmte. De collector geeft de warmte door aan een glycol (Tyfocor)vloeistof, deze vloeistof circuleert in geïsoleerde leidingen tussen de collector en het voorraadvat. De vloeistof geeft de warmte opgenomen in de collector af aan het sanitaire water in het voorraadvat. De afgekoelde vloeistof wordt dan weer naar de collector gepompt om opnieuw op te warmen.

Opslagvat

Het opslagvat zorgt ervoor dat de geproduceerde warmte wordt bijgehouden tot op het moment dat er warm water nodig is. Bij voldoende zonlicht in de zomer kunnen de zonnecollectoren het water in het voorraadvat gemakkelijk opwarmen tot boven 85 °C. Om verbranding aan het warme water tappunt te voorkomen wordt aan de warmwater uitgang een thermostatische mengkraan geplaatst.

Een zonneboiler dient over een voldoende grote warmtewisselaar te beschikken om de zonnewarmte optimaal te kunnen afgeven. Gewone opslagvaten zijn hiervoor dus minder geschikt.

De regeling en de pompgroep

Een kleine elektrische circulatiepomp, brengt de warmtegeleidende Tyfocor vloeistof in beweging wanneer de temperatuur in de collector 8°C warmer is dan het sanitaire water onderaan het opslagvat. Om schade aan de verschillende componenten te voorkomen dient deze pomp bij volledige opwarming van het voorraadvat te stoppen bij ongeveer 80 C°.

Hoe het gebrek aan zonlicht opvangen ?

In de zomer kan de zonneboiler instaan voor de hele warmwaterproductie, maar in de winter of tijdens lange periodes van slecht weer volstaat zonne-energie alleen niet voor de productie van alle warm water. Daarom zijn de meeste opslagvaten uitgerust met een hulpsysteem dat de fakkel overneemt en steeds garant staat voor een voorraad warm water.

Dit gebeurt meestal door:

• een weerstand (elektrische ondersteuning); die vaak wordt geplaatst op halve hoogte van het opslagvat.

• een bijkomende warmtewisselaar (hydraulische ondersteuning); die is aangesloten op een hulpwarmtebron. In de meeste gevallen is dat de bestaande ketel van de centrale verwarming.

Bij een bivalente-boiler zit de warmtewisselaar voor de naverwarming bovenaan in het voorraadvat. Op deze manier dient de naverwarming niet het ganse voorraadvat op te warmen.

Hoe hou ik de opties open voor een zonneboiler ?

Stel, je staat op het punt om te (ver)bouwen, je wilt een zonneboiler installeren, maar je budget laat dit momenteel niet toe. Hoe hou je nu dan al de opties open om de installatie later zo vlot mogelijk te laten verlopen?

In principe kan je een zonneboiler aan elk verwarmingssysteem koppelen. De bestaande CV ketel verdwijnt niet, maar vervult een ondersteunende rol, omdat een zonneboiler de warmwaterproductie nooit volledig kan overnemen.

Plaatsing

• Je zonnecollectoren renderen optimaal op een dak naar het zuiden gericht, oriëntatie tussen oost en west zijn ook perfect mogelijk, maar dan worden er iets meer zonne-collectoren voorzien.
• Plan de stookplaats zo dicht mogelijk bij de tappunten en liefst zo dicht mogelijk bij de grootste warmwaterverbruiker. Zo beperkt je het aantal lopende meter leidingen en het warmteverlies.
• Hou in je stookplaats ruimte vrij voor een (groot) voorraadvat. Een vat voor sanitair warm water van bijvoorbeeld 300 liter neemt al wat plaats in. Wordt de zonneboiler later ook ingeschakeld als ondersteuning van je (vloer) verwarming, spreek je al over een inhoud van ongeveer 700 liter.
• Voorzie in een paar stopcontacten (bij voorkeur op de 30mA kring)
• Probeer bij verbouwingen een technische schacht te voorzien, zo kan je achteraf eenvoudig je leidingen door voeren. Bij een nieuwbouw gebeurt dit meer en meer, meestal voor de ventilatiekanalen, maakt dit wat groter en andere leidingen kunnen ook langs hier worden doorgevoerd

Boilertype

Met twee warmtewisselaars (na verwarming gebeurt in het voorraadvat)

Je gebruikt dan een buffervat als waterreservoir dat je warm houdt met twee spiralen. De bovenste spiraal is gelinkt met je ketel en dient om het sanitaire water bij te verwarmen. De onderste spiraal warmt op met zonne-energie (deze kan je dan later aansluiten op je zonnecollector). Vermis warm water steeds stijgt, dient de bovenste warmtewisselaar enkel om bij te springen wanneer dit echt nodig is.

Indien meerdere grote aftappunten (bv. regendouches) in de woning aanwezig zijn die gelijktijdig gebruik kunnen worden dan dient dit systeem de voorkeur omdat er steeds een grote voorraad warm water aanwezig is.

Met één warmtewisselaar (na verwarming via doorstromer)

Je gebruikt dan een buffervat als waterreservoir dat je opwarmt via de zonnecollectoren met een spiraal onderaan in het vat. De na verwarming dient hier te gebeuren door een CV ketel die werkt via het doorstroomprincipe.
Kies een doorstromer die al op een zonneboiler is voorzien, want niet alle systemen zijn geschikt voor deze combinatie. Sommige doorstromers verdragen immers geen warm water aan de inlaat. Bij andere wordt het vermogen geregeld aan de hand van het debiet van het water en niet door de temperatuur ervan. Dit is nefast, want het water wordt in dit geval te warm opgewarmd en er kan zelfs stoom ontstaan.

Een doorstromer is een zeer efficiënte manier om sanitair water na te verwarmen en dus ideaal in combinatie met een zonneboiler, met de beperking evenwel dat in sommige gevallen het warmwaterdebiet onvoldoende kan zijn.

Conclusie

Je moet al heel erg je best doen om een latere installatie van een zonneboiler uit te sluiten. Bij sommige projecten is het wat moeilijker, omdat de technische ruimte onvoldoende groot blijk of omdat de toegang ertoe moeilijk is, maar doorgaans kan je overal wel een zonneboiler integreren.

Bij twijfel aarzel zeker niet om MiNi Energietechniek vooraf vrijblijvend te contacteren. Wij begeleiden je graag met je project.