Zonnecollector weinig rendement

[mdevree]

Hallo,

Wij hebben vorig jaar een huis gekocht met zwembad waar de verwarming van geregeld is met een zonneboiler systeem (en losse cv ketel).

Na een jaar zelf gespeeld te hebben met de instellingen (toen we het kochten werkte het allemaal niet meer doordat alles in storing stond) ben ik bang dat mijn pogingen als totale leek toch niet effectief genoeg zijn geweest en dat het tijd wordt om toch advies te vragen.

We hebben een zonnecollector staan met 60 buizen. Waarvan er 59 een blauwe tint hebben en 1 buis heeft besloten om doorzichtig te worden.


Het hele systeem wordt aangestuurd door een Resol DeltaSol BS.

De instellingen van de Resol DeltaSol BS op dit moment:

Arr 2
DT O 6.0K
DT F 4.0 K
S MX 85 graden C
EM 140 graden C
OCX off[
OCN on
CMN 15 graden C
OCF on
CFR 4.0 graden C
Orec off
O TC off
AH O 55 graden C
AH F 60 graden C
OHQM off
HND 1 auto
HND 2 auto
Lang ENG
Prog 68.30
Vers 1.05

Meeste dingen zeggen mij vrij weinig maar samen met de gebruiksaanwijzing ben ik tot deze instellingen gekomen.

Als ik het goed begrijp stuurt dat kastje de signalen door naar een ander kastje, de Greisinger GIR/GIA, om er zeker van te zijn dat het water alleen door de buizen van de zwembad pomp en vloerverwarming wordt gepompt als het water warm genoeg is.



Zodat dat kastje vervolgens de juiste pomp kan laten pompen.


Het lijkt me allemaal een geweldig systeem maar tot nu toe vindt ik het rendement flink tegenvallen. De cv ketel moet erg zijn best doen om het een en ander warm te houden terwijl ik overal op internet juist lees dat mensen met 24 buizen al zoveel winst er uit halen/hun hele huis mee kunnen verwarmen.

Persoonlijk (maar nogmaals totale leek hierin) denk ik dat het probleem of zit omdat de 1e buis die doorzichtig besloot te worden het rendement flink omlaag haalt. Of dat het een instellingen probleem is.

Hopelijk kan iemand van jullie me helpen. De CV ketel maakt overuren en op een zonnige dag als vandaag blijft de temperatuur van de collectoren rond de 45 graden. Alle buizen richting de collector heb ik vorig jaar opnieuw voorzien van isolatie materiaal.

Alvast bedankt en als er meer informatie nodig is hoor ik het graag!

[Proton_]

Om het beeld compleet te krijgen: hoe groot ( m³) en hoe warm is het zwembad? Is het buiten, hoe afgedekt?

[mdevree]

Ongeveer 40/45 m3. Het is een binnenzwembad in een los bijgebouw. Gebouw is geïsoleerd en voorzien van vloerverwarming op het zelfde systeem. Bad zelf is afgedekt met een roldek (plastic stroken gevuld met lucht). Temperatuur is in de winter en nu ongeveer 27 graden (het lukt niet om het warmer te krijgen en moeten flink stoken om hem op temperatuur te houden).

(Best wel een luxe probleem )

[mdevree]

Kleine update in een poging de temperatuur van het boilervat (normaal ongeveer 40 graden) omhoog te krijgen.

Alle pompen zijn op zo'n laag mogelijke stand gezet. Tevens heb ik de temperatuur sensor voor het aan uit switchen tussen de vloerverwarming zwembad en rond pompen in de boiler verplaatst van de retour leiding naar de aanvoer leiding zodat de pompen van zwembad en vloerverwarming pas aan gaan zodra de temperatuur hoger dan x is aan gaan. Hopelijk betekent een hogere temperatuur samen met een lagere pomp snelheid voor een groter verschil in aanvoer en retour.

[BarryH]

@mdevree: reken eens uit hoeveel warmte je verliest vanuit het zwembad naar de omgeving (wanden, boven, onder). Daarna kan je een mening vormen of het systeem te weinig opbrengt.

[Anoniem: 470164]

Een hoge opbrengst hoeft niet direct terug te zien te zijn in hoge uitgangstemperaturen, het opgebrachte vermogen is gegeven door het product van de variabelen debiet en temperatuurverschil. Als je debiet hoog is kan het temperatuurverschil over de reactor dus flink afnemen. Als je zeker wilt weten of je collectoren goed werken, meet je liefst het debiet en de uitgaande en ingaande temperaturen van het collectorcircuit, pas dán weet je iets over het geleverde vermogen, in jouw geval maximaal ruwweg 7kW. Dat vermogen zullen de buizen in maart nog amper halen, zo krachtig is de zon nu nog niet..
(vermogen P=phi*rho*c_p*dT, phi is volumestroom, rho dichtheid water, c_p warmtecapaciteit water en dT temperatuurverschil).
Waar de crux bij het vergelijken van systemen verder denk ik in zit is de buffergrootte. Een huis-tuin-en-keuken zonneboiler werkt typisch (bron) met een buffer van orde grootte 10 liter water per collectorbuis, oftewel 600 liter voor jouw collectoren. Bij die verhouding moet je begin maart een goed zonnige dag hebben om je buffervat naar 80-90 graden te verhitten, als ik WoudseHoeve even uit het zonneboilertopic mag quoten (120 buizen, in totaal 1200 liter aan boilervolume).

WoudseHoeve schreef op maandag 10 maart 2014 @ 13:35:
Gisteren (en vandaag ook wel denk ik) was aan het eind van de dag de ww-boiler op 85 graden en ook de 1000L buffer op een mooie 80 graden. [....]

Stel dat deze boilers een begintemperatuur hebben gehad van 30 graden, dan is er ca 1200*4200*50=250MJ opgebracht. Jouw half zo grote systeem zou op deze dag ongeveer de helft opbrengen, dus 125 MJ. (In de praktijk is het iets meer omdat een lagere collectortemperatuur hogere opbrengsten geeft.) Maar die warmte stop jij niet in 600 liter water, maar in 45000 liter! Oftewel een factor 75 grotere buffer. Geen wonder dat je amper verschil merkt in de temperatuur van zwembadwater/badhuis. Al met al zou op een mooie dag zoals 9 maart, verliezen naar de omgeving verwaarlozend, je badwater door de zonne-energie maar ongeveer 0,7 graad kunnen stijgen, de rest zal de gasgestookte ketel moeten leveren.

Het omlaag schroeven van het debiet levert hogere collectortemperaturen, maar daarmee nemen de warmteverliezen wel iets toe, al is dat effect bij vacuümbuizen klein en is de bereikte elektrische besparing waarschijnlijk meer waard.
Het hele jaar je zwembad met zonnecollectoren verwarmen is geen haalbare zaak, de gasketel zal 's winters altijd een flinke duit in het zakje moeten doen. Ook kun je er waarschijnlijk makkelijk een veelvoud aan vacuümbuizen bij koppelen zonder dat je bang hoeft te zijn voor een stagnerende boiler. :-)


Een andere afschatting kunnen we doen door te kijken naar de warmtevraag, die schatten we even ruw: Uitgaande van een gemiddelde baddiepte van 1,5 meter en een zwembad van 10x3 meter, is er ca 30 m² zwembadbodem, ca 40m² zwembadwand en waarschijnlijk minstens 130m² buitenoppervlak van je gebouw. Grondtemperatuur nemen we constant aan op 10 graden, buitentemperatuur als 0 graden, temperatuur van zwembad en badhuis 27 graden. Als isolatie nemen we standaarddiktes aan van 10 cm glaswol--> R=2,5. Via geleiding raken we dan aan de bodem: P_b=U*A_b*dT_b=A*dT_b/R=70*17/2.5=0,5 kW kwijt
en aan de lucht verliezen we:
P_l=U*A_l*dT_l=A*dT_l/R=130*27/2.5=1.4 kW.
Je verliest dus in een koude, heldere nacht in maart al snel continu 1,9 kW aan warmte. Je zonnecollector bracht op een heldere dag waarschijnlijk ca 125 MJ op, dat is goed voor (125000/1,9=)ca 66000 seconden oftewel 18 uur nachtelijk warmteverlies. Overdag zal je warmteverlies naar de lucht lager liggen, dus wellicht kun je op zo'n mooie zonnige dag in maart precies je warmteverliezen goed maken. Maar, dan heb je dus niet meer de eerder genoemde 0,7 graad opwarming van je zwemwater en dus ook geen buffer opgebouwd voor de warmteverliezen op een wat minder zonnige dag...


P.S. de transparante vacuümbuis is waarschijnlijk zijn vacuüm verloren, zodra er lucht bij kan degradeert de reflecterende laag aan de binnenkant van de glazen buis. Het systeem als geheel zou hier niet veel meer dan 1/60ste opbrengstverlies aan moeten overhouden, het mooie aan vacuümbuizen is dat de warmte min of meer via een eenrichtingsweg binnenkomt...

[mkleinman]

Die buis die wit is geworden is kapot. Die is zijn vacuum kwijt. Onderin alle buizen zit, ik meen, bariumsulfaat. Wanneer dit in contact komt met zuurstof dan wordt dit wit. Dus duidelijk indicatie om die buis te vervangen.

Dat gaat je probleem overigens niet oplossen

Weet je de dT van je collector met je vat?

[mdevree]

Bedankt voor de verduidelijking!

@mr Distel de berekeningen komen inderdaad heel erg dicht bij de werkelijke situatie.

Dat de gasketel bij springt is ook geen probleem maar vorige zomer heeft die ook vrijwel alles alleen gedaan. Maar hoop dat dat met een iets hogere temperatuur al deels opgelost is (temperatuur van het bad is nu nog niet omlaag gegaan terwijl de pompen nog maar een fractie van de tijd draaien dus dat is al deels winst).

De dT was een graad of 3/4. Sensor collector komt op een mooie dag rond de 45 graden en had het vat continu rond de 41/42 graden. (als ik het tenminste goed begrijp dat het dan gaat om de uitvoer temperatuur van het vat en de temperatuur van de collector?)

Heb er nu voor gezorgd dat het vat continu tussen de 55 en 60 graden blijft. Dus het is nu even wachten op mooi weer om de huidige situatie te bekijken. (tegen de 60 graden wordt het rondpompen van het water in het vat gestopt en het naar de vloerverwarming en bad gepompt) totdat het water ongeveer 55 graden is om alles weer om te schakelen.

Aangezien het verlies aan de lucht zo hoog is lijkt het mij wel beter om de vloerverwarming gewoon aan te laten staan in plaats van alle warmte in het bad te brengen?

[ Voor 5% gewijzigd door mdevree op 19-03-2014 09:43 ]

[Proton_]

Als het bad en de vloerverwarming het enige dat op de zonneboiler is aangesloten is, zal het verhogen van de boilertemperatuur niet helpen om zuiniger te stoken. Zowel het bad als de vloerverwarming kan namelijk prima uit de voeten met water van 30 graden. Dat je vat niet heter werd geeft juist aan dat al het vermogen direct in het bad (en vloer) eindigde, en dat is wat je wil.

Het verlies aan de buitenlucht (dat is wat mr Distel berekend heeft) wordt niet beïnvloedt door de vloerverwarming prioriteit te geven.

De berekening van mr Distel laat zien dat de meest logische stap tot zuiniger stoken is om meer te isoleren (verrassing!) of het bad minder heet maken (waarschijnlijk geen optie).
Ook kan de gasketel misschien getuned worden, welke temperaturen maakt die? Moduleert hij terug, gaat hij pendelen? Dat zou niet moeten met zo'n buffer waar de warmte gedumpt kan worden

[izdp]

Die ene buis moet je gaan vervangen. Dan kan je gelijk kijken naar de warmtegeleidingspasta die op het eindpunt zit. Deze pasta is vaak van slechte kwaliteit, waardoor je na 2 jaar al 20% van je rendement kan verspelen. Ergens werd gesteld dat als buizen 'vast' gaan zitten in de manifold dat het echt tijd is om te reinigen en nieuwe pasta erop. Of dat een goede maatstaf is kan ik niet beoordelen.
Hier en daar wordt wel het advies gegeven om elke 2 jaar deze pasta te vervangen.

[BarryH]

@izdp: dat is wel heel onpraktisch.
Weet je dit zeker?

[izdp]

Ik stelde het idd te absoluut.

Het was een onderzoek die op zich niet die pasta onderzocht, maar voor het verval in rendement toch dat vermoedde. Daar er slechts enkele systemen bij betrokken waren verbonden ze er geen harde conclusie aan, maar werd dit aanbevolen voor vervolgonderzoek louter gericht op die pasta.
Ze konden niets anders bedenken wat zo'n verval veroorzaakte.

[Proton_]

Wel een argument voor direct doorstroomde buizen als dit klopt.

[izdp]

Nou op zich is dit niet zo'n hele grote klus. Tenzij de pasta als een soort uithardende lijm is gaan werken. Gezien de hitte kan ik me goed voorstellen dat er grote verschillen zijn in kwaliteit.
Standaard zit er een tubetje bij en iedereen gebruikt dat maar zonder zich af te vragen.
Maar wellicht zijn er ergens wel testen met dat soort pasta gedaan.

[mdevree]

Bedankt voor de tip. Misschien wel iets om inderdaad naar te kijken. Verwacht dat sinds dat het systeem rond 2008 geplaatst is er geen onderhoud heeft plaats gevonden aan het systeem.

Met betrekking tot de temperatuur is het enigste voordeel dan denk ik dat het warmte verschil zorgt dat er naar verhouding meer wordt afgegeven (zwembad verwarmt alleen als de filterpomp aan staat) dus dat die pomp minder lang hoeft aan te staan.

De temperatuur meter van de cv ketel geeft niks meer aan dus heb geen idee hoe warm die is (cv ketel is al wat ouder dus verwacht dat we die sowieso beter kunnen vervangen, maar zo lang die nog verwarmt leek me dat nog even geen prioriteit hebben).

Met betrekking tot de instellingen van het systeem en vooral die dt O en dt F (respectievelijk 6.0k en 4.0k) valt geen verbetering te behalen? Switch-on/off temperaturen difference dat zou de pomp snelheid moeten regelen maar heb geen idee welke pomp of waarom.

[bluemoon23]

Heeft natuurlijk niet indirect wat met de zonnecollectoren te maken, maar ik ben eigenlijk wel benieuwd naar de verdere energievoorziening van het huis.
Misschien dat dit ook nog wel beter getweakt kan worden, al zal geldbesparen vermoedelijk niet jullie eerste prioriteit zijn......

Je schrijft al dat de CVketel die het zwembad hangt al wat ouder is, verwarmt deze ook het huis ?

Just curious, wat is jullie jaarverbruik van gas, elektr en water ?

[Anoniem: 674894]

Heel interessant. Ben benieuwd naar het gasverbruik van het geheel.

[Niek_]

Zou je eens een schematische weergave van het gehele systeem kunnen tekenen? Dus met zwembadverwarming, vloerverwarming en de diverse pompen en controllers die in het systeem zitten?

[WoudseHoeve]

Als je die cv ketel wil vervangen kan je er beter een lucht water warmtepomp op zetten. Dat is een stuk gunstiger (goedkoper verwarmen). Dat word voor een zwembad vaak gedaan.
Een flinke uitbreiding in de heatpipes is een goede extra optie.
En wat zonnepanelen ter compensatie van het verbruik van de warmtepomp....

[BarryH]

ik vraag me af of de 36 gradenals minimum grens voor de watertemperatuur niet te hoog is.

27 graden zwembadwater +2 = 29 lijkt me mooi.

[mdevree]

Na een jaar en ineens meerdere reacties maar even een update.

Ondertussen denk ik de instellingen zo optimaal mogelijk te hebben. De cv ketel is een paar weken geleden vervangen nadat de oude was opgeblazen door Stedin (hoop dingen doorgebrand na werkzaamheden in de straat, zowel bij ons als bij buren) en het niet meer waard was om te repareren.

De 36 graden op de foto is de temperatuur van de retour leiding. Het warme water vanuit het warmteopslagvat gaat door een warmte wisselaar. Op dit moment zit de temperatuur van het water dat uit het vat komt op +/- 50 graden. De invoer is ongeveer 36 graden. Qua instellingen er alles aangedaan om het verschil voor en na de warmtewisselaar zo groot mogelijk te krijgen.

Zonder cv ketel (van januari-april) is de water temperatuur ongeveer 8 graden omhoog gegaan op alleen de zonnebuizen. Met de cv ketel (staat nu wel vrijwel 24 uur per dag te branden, is een 2e hands ketel dus een goede stresstest en een mooie manier om de temperatuur snel omhoog te krijgen) is het iets meer dan een graden per dag en blijft het vat mooi constant. Zoals het er nu naar uit ziet zal het moeten gaan lukken om grotendeels op alleen op de heatpipes de temperatuur vast te blijven houden.

Wat betreft het gasverbruik en dergelijken heb ik geen idee van, zitten meerdere aansluitingen op de gasleiding en kan niet voor alleen het zwembad het verbruik zien.