Aandachtspunten bij de installatie van een zonneboiler

Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be

Provinciale zonneboilercampagne Elke dag ZON dag

Aandachtspunten bij de installatie van een zonneboiler

Paul Van den Bossche Afdeling Energie en Klimaat WTCB – Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf 30 november 2006


Inhoud z z

z

z

Opbouw van een zonneboiler Dimensionering • Zonneboiler • Naverwarming In de praktijk • Collectoren • Opslag en primair circuit • Aansluiting koud en warm water • Naverwarming: geschikte toestellen Kwaliteit: sleutelrol voor de installateur

Zonneboiler in woningen 2

Elke dag ZON dag-061106


Opbouw van een zonneboiler

Naar verbruiker via naverwarming

zonnecollector

opslagvat

Pomp en regeling 3


Externe naverwarming

Mogelijkheden: Boiler: z z z z

Elektrisch Direct gestookte gasboiler Indirect: gas of stookolie (warmtepomp)

Doorstromer z z z z z

Gasgeiser Doorstromer in combi ketel (stookolie) (elektriciteit) (grootverbruikers: doorstromer WW op CV ketel) 4



Interne naverwarming: duo of combi

CV ketel

Mogelijkheden: CV-ketel: z z z z

Gas Stookolie Hout(pellets) (warmtepomp) 5


Warm water met de zon 5

nuttig voor

1000 kWh/m²/jaar!

zonlichtcollector

100 liter/dag vraagt +/- 2000 kWh

kWh/m²/dag

4

3

2

volstaat 2 m² ? 1

0

jan feb mrt apr mei jun

jul aug sep okt nov dec

Hoe dan wel dimensioneren?

Bron: KMI 6



Dimensionering

?

Ken het waterverbruik z z z

Gemiddeld dagverbruik Verbruikspatronen Piekdebieten

?

Bepaling van collectoroppervlak z

Dekkingsgraad tussen 50 en 65 %

?

Bepaling van opslagvat Dimensionering van de naverwarming

? 7


Waterverbruik gezinnen

?

Gemiddeld : 25 - 50 l/dag en /persoon z z z

~ gezinsgrootte ~ uitrusting en comfortwensen ~ temperatuur variabel, 60 °C = referentie (Legionella) 160 140

liter/dag à 60 °C

120 100 80

tapvraag/persoon

60

tapvraag/gezin

40 20 0 1

2

3 4 aantal gezinsleden

5

6

Bron: Ecofys Nl + diverse projecten in België 8



Voorbeeld jaarprofiel

?

M AX 2004 - jaarprofiel 5000 werkelijk dagverbruik sinusoïdaal dagverbruik Polynoom (werkelijk dagverbruik)

4500

4000

4

3

2

dagverbruik (l/dag)

y = -2E-06x + 0.0017x - 0.3678x + 20.762x + 2499 3500

3000

2500

2000

1500

1000 0

50

100

150

200

250

300

350

400

dag van het jaar

Bron: appartementsgebouw Brussel - Izen 9


Voorbeeld maandprofiel

?

verbruik (l/dag à 60 °C)

140

piekverbruik

120 100

gemiddeld verbruik 78l/d

80 60

basisverbruik

40 20 27

25

23

21

19

17

15

13

9

11

7

5

3

1

0

450 400 350 300 250 200

27

25

23

21

19

17

15

13

9

11

7

5

3

150 100 50 0 1

gemiddeld verbruik 133l/d

verbruik (l/dag à 60 °C)

500

Bron: 2 gezinnen 4 personen - Soltherm - Viessmann 10



Voorbeeld dagprofiel

?

MAX 2004 DAGPROFIEL gemiddelden voor een heel jaar 200.0

180.0

160.0

verbruik (l/h)

140.0

gemiddeld 110 l/h

120.0

100.0

80.0

60.0

40.0

20.0

0.0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Uur

Bron: appartementsgebouw Brussel - Izen 11


Piekdebiet = piekvermogen

?

100

60 °C

vermogen (kW) bij koud water van 12,5 °C

90 80

50 °C

70 40 °C

60 keuken

50

douchetempel

40 bad

30 douche

20

CV ketel in laag energiewoning

10 0 0

5

10

15

20

25

30

35

waterdebiet (l/min)

Berekening: Dialoog vzw 12



Dimensionering

?

?

Zonneboiler (collector en vat) z

op basis van verbruiksgemiddelden

Naverwarming z

?

op basis van pieken •

Opvangen door vermogen of door buffer

Foto: Junkers 13


Collectoroppervlak: uitgangspunten

?

100 liter/dag – 60 °C z

100 x 365 x (60-12.5) x 4180/3.600.000 =+/- 2000 kWh/jaar

Dekking 50 % Æ 1000 Kwh/jaar Collector 350 kWh/jaar Æ +/- 3 m² Vuistregel: een gezin van 3 personen met een gemiddeld dagverbruik van 100 liter/dag realiseert met een collector van 3 m² een dekking van ongeveer 50 %. Æ 1 m² /persoon 14



Hogere dekkingsgraden?

?

z onaanbod 60 % z onnefr actie war m water behoefte

zonaanbod 50 % zonnefr actie

jan

febr

maar t

apr il

mei

juni

juli

aug

s ept

okt

nov

1 m²/persoon Æ 50 % dekking

dec

(+/- 350

kWh/m²)

1.5 m²/persoon Æ 60-65 % dekking

(+/- 280

kWh/m²)

De keuze is aan de klant!

15


?

Collectoroppervlak: andere factoren Zonnefractie ifv collectoroppervlak 80 zonnefractie (%)

70 60 50 40

vlakke plaat vacuumbuis

30 20 0

1

2

3

4

5

m² collector bij 100 liter/dag à 60 °C

Andere factoren • collectortype: vlakke plaat of vacuumbuis / merk / kwaliteit •Regio in Vlaanderen: •beperkte verschillen, maar opgelet met buitenlandse cijfers

•Tappatroon: vooral bij grootverbruikers •Vatvolume: zie verder •Oriëntatie en helling Æ Foto: Interelectra – Het Hofken Genk, Simulatie: Simsol 16



Oriëntatie en helling

?

relatieve jaaropbrengst (%)

100

0°

90

80

30°

70

45° 60

60°

50

40

90°

30 Noord

Oost

Zuid

West

Noord 17


Berekening vatvolume

?

1 tot 1.5 x dagverbruik Komt neer op: z z z

35 tot 50 liter per m² collector 35 tot 70 liter per persoon Gezin 4 personen: • 3 tot 6 m² collector • 120 tot 200 liter vat

zonnefractie (%)

Merk op: eventueel te verhogen met Zonnefractie ifv vatvolume naverwarmingsvolume60 50 40 30 20 10 0 0

50 100 150 Vatvolume in verhouding tot dagverbruik (%)

200 18



?

Dimensionering naverwarming Doorstromer : op piekdebiet Opslagvat: z z z

Elektrisch: 1.5 x dagverbruik Gasboiler: 0.5 tot 1 x dagverbruik Indirecte boiler op CV: 0.5 tot 1 x dagverbruik • Volume samentellen met zonneboiler!

100 l

=?

zonder 50 %

300 l

naverwarming

met

dekking

65 % 19


Vergelijking boilervolumes

?

Geen naverwarming:

Indirecte boiler:

elektrisch:

1-1.5 x dagverbruik

1.5-2.5 x dagverbruik

2.5-3 x dagverbruik

20



Plaatsingsmogelijkheden collectoren

•Inbouw of opbouw in een dak •Op een plat dak •Tegen de gevel

Bron : ESE, Izen, Schüco

21


Plat dak: met ballast of bevestiging

22



Plat dak Ballast: z

z

Bescherming dakhuid • Vermijden van puntlasten Ballastgewicht + windkracht • Is al snel 300 kg/m² collector

Bevestiging in dakstructuur: z z z

Druk én trekkrachten Koudebrugonderbreking waterdichting

23


Windbelasting In functie van: z

z

z

Plaatsingswijze • Zonder/met omkasting Hoogte • Boven maaiveld Omgeving • Kust • Landelijk • Semi stedelijk • Stedelijk

24



noordenwind

Eigen gewicht - trekkrachten

25


zuidenwind

Eigen gewicht + drukkrachten

26



Hellende daken Doorboring dakschild: z z z z

Dakdichting Onderdak Isolatie Dampscherm

27


Zonder woorden

28



Waterdichte inwerking

29


Beschaduwing vermijden

30



Vorst en oververhitting? Gevuld systeem met antivries en expantievat

Bemerkingen Onderhoudsgevoelig z

Controle-vervanging antivries

Beveiliging drinkwater z z

of LD 50 > 200 mg/kg of dubbelwandige WW

Afvoer warmte

Drinkwaterbeveiliging: Repertorium Belgaqua 2006 31


Vorst en oververhitting? Gesloten terugloopsysteem met zuiver water

Terugloopniveau

Terugloopniveau

Bemerkingen Niet overal toepasbaar Installatiegevoelig 32



Opslagvat Positie en afstanden: z z z

Tov collector Tov naverwarming Tov verbruikers

33


Vele mogelijkheden

34



Aansluitingen Zonnecircuit: z

z

z

Isolatie met temperatuurbestendige isolatie • Isolerende beugels gebruiken

Buitendaks: • UV bestendig • Bescherming tegen vogelvraat Vullen van het circuit • •

LD 50 antivries > 200 mg/kg : EA keerklep LD 50 antivries < 200 mg/kg : CA keerklep



Aansluitingen Warm en koud water z z z

Goed isoleren, ook koud water EA beveiliging Mengkraan tegen oververhitting




Aansluitingen Naverwarming: warmteslot

CV ketel

37


Geschikte naverwarmingstoestellen Water zonneboiler: sterke temperatuurvariaties Geschikt tegen hoge t° z

Mengkraan voor naverwarming indien nodig

Thermisch modulerend z

z

z

Thermostaatgestuurd: OK • Vb: boiler Thermische modulatie • Meeste doorstroomcombi’s: OK • Doorstromers: beperkte keuze Thermische modulatie ≠ hydraulische modulatie

80 70 60 50 opslagtemperatuur omstreeks 17 u 40 30 20 10 jan feb mrt apr mei jun jul augsep okt novdec

Voorbeeld behaalde temperaturen 38



Zonne-energie in EPB

E-peil reductie

16 14

GAS doorstromer

12 10

ELEKTRISCHE boiler

8 6 4 2 0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

collectoroppervlak (m²) Afhankelijk van het waterverbruik Bron: WTCB- simulatie 200 woningen 39


Zonne-energie in EPB Potentieel Opgave: appertuuroppervlak (m²) Rendementen naverwarming

Bron: EPB besluit – www.energiesparen.be 40



Kwaliteit: sleutelrol voor de installateur Een oplossing, aangepast aan de klant Correcte plaatsing Instructies voor gebruik Onderhoud

41


Conclusies

Zonne-energie: een vak!

42


Aandachtspunten bij de installatie van een zonneboiler

Recommend Documents