Zonneboiler: leegloopsysteem of onder druk | Ecobouwers.be

U bent hier

Zonneboiler: leegloopsysteem of onder druk

Zonneboilers komen ruwweg in twee versies. Je hebt de keuze tussen een leegloopsysteem of een systeem onder druk. Beide doen hetzelfde: fiks besparen op je energiefactuur voor warm water, maar er zijn enkele verschillen.

Een leegloopsysteem

  • budgetvriendelijk
  • onderhoudsvriendelijk

Een systeem onder druk

  • makkelijk te installeren
  • beter geschikt voor grote installaties of als verwarmingsondersteuning
  • duurder
  • vraagt meer onderhoud

Meer lezen: 

Elke zonneboiler bestaat uit drie grote onderdelen: een reeks zonnecollectoren op je dak, een pomp die vloeistof doorheen de collectoren stuwt, en een boilervat die de opgevangen warmte van de collectoren vasthoudt.

De grote uitdaging bij zonneboilers is om je systeem te beveiligen tegen vorst en oververhitting. De twee meest toegepaste systemen zijn het terugloopsysteem en het systeem onder druk. In het systeem onder druk wordt het circuit tussen je collectoren en het voorraadvat gevuld met een glycoloplossing (antivries) en onder druk geplaatst. De glycol zorgt dat het systeem niet kan bevriezen en een aparte regelstrategie voorkomt oververhitting in de zomer. 

Leegloopsysteem (drukloos systeem)

In een terugloopsysteem - ook wel leegloopsysteem of drukloos systeem genoemd - wordt het leidingcircuit tussen boiler en collectoren slechts gedeeltelijk gevuld. En dit met gewoon water (apart circuit dan sanitair warm water). Bij voldoende zon treedt de pomp in werking en circuleert de vloeistof. Verdwijnt de zon of is boiler op temperatuur - tussen 60°C en 80°C -  dan stopt de pomp en loopt het water terug in een klein reservoir of het voorraadvat. Hiervoor moeten de leidingen wel onder helling geplaatst worden, zodat leegloop mogelijk is. Omdat de collectoren niet gevuld zijn met water lopen ze geen gevaar voor vorst of oververhitting. 

Systeem onder druk

De vloeistof bestaat niet uit zuiver water, maar uit glycol met verschillende additieven. Een pomp laat de vloeistof circuleren: de buizen lopen nooit leeg. Zowel de toegevoegde antivriesstoffen als het circuleren zelf voorkomen bevriezing en schade aan de buizen, maar met een defecte pomp of slecht onderhouden vloeistof loop je altijd een beetje risico. Ook bij zeer hete temperaturen kunnen de buizen schade oplopen door stoomvorming.

Voor-en nadelen

Beide systemen hebben voor- en nadelen. 

Het terugloopsysteem is installatiegevoelig omdat de leidingen nauwkeurig onder een helling moeten liggen zodat de collectoren leeg kunnen lopen wanneer de pomp stopt met draaien.  

Een systeem onder druk is complexer - er is bijvoorbeeld nood aan een extra drukvat - en vergt meer onderhoud. Glycol moet regelmatig gecontroleerd en eventueel vervangen worden. Oververhit glycol of te oud glycol wordt zuur en vervult daardoor zijn antivries functie niet meer. Het ontstane zuur is agressief kan kan zelfs leiden tot doorroesten (van binnen naar buiten). Daarom schrijven heel wat zonnepaneelfabrikanten voor om de pH (de zuurtegraad) van het glycolmengsel tweejaarlijks te controleren. Een verlaging van de pH-waarde wijst op verzuring. Dat wil niet zeggen dat de glycol tweejaarlijks vervangen moet worden. Vaak gaat het mengsel een veelvoud van die tijd mee.

Rendement

Het verschil in rendement tussen beide systemen is erg beperkt. Een systeem onder druk heeft een minder krachtige pomp nodig om de glycoloplossing door de zonnecollectoren te laten stromen en verbruikt zo minder stroom. Een leegloopsysteem kent dan weer een betere warmte-uitwisseling. 

Welk systeem ideaal is voor jouw woning, maakt deel uit van een breder plaatje. Belangrijk is om op voorhand te bepalen wat je wenst te bereiken met je systeem en wat haalbaar is voor jouw woning. Wil je enkel een zonneboiler voor sanitair warm water of wil je de warmte ook langere tijd kunnen bufferen en inzetten voor verwarmingsondersteuning? Afhankelijk van die keuze zijn er meerdere systemen op de markt. Alleen al qua boilers en opslagvaten zijn er heel wat verschillende keuzes te maken. Je hebt opslagvaten in alle groottes, met geen tot meerdere warmtewisselaars, in metaal maar ook plastiek,... Best laat je je begeleiden door een specialist bij het maken van je keuze. Ook in het Ecobouwers forum is heel wat technische info beschikbaar. 

Een leegloopsysteem

Een leegloopsysteem is een ideale keuze wanneer je op zoek bent naar een budget- en onderhoudsvriendelijke zonneboiler die je bijna de helft op je energieverbruik voor warm water doet besparen. 

Voordelen van een terugloopsysteem

  • eenvoudige installatie met beperkt aantal componenten
  • onderhoudsvriendelijk
  • geen risico op oververhitting of bevriezing
  • indien het systeem stuk gaat, is er geen gevaar voor verder schade (water in collectoren loopt terug in boilervat)
  • goedkoper dan een druksysteem (ook op vlak van onderhoud)

Nadelen van een terugloopsysteem

  • de collectoren moeten zich steeds hoger bevinen dan het buffervat
  • de leiding tussen de panelen en je boiler moet overal minstens 4% aflopen zodat het systeem kan leeglopen.
  • de afstand tussen panelen en boiler is beperk

Een systeem onder druk

Voor ondersteuning van relatief grote collectoroppervlakken is een systeem op druk meer aangewezen. Ook wie een groter buffervat nodig heeft door een hoog warm waterverbruik of wil profiteren van verwarmingsondersteuning profiteert is vaak best af met een druksysteem. De afstand en helling van de leiding tussen boiler en collectoren speelt bij een systeem onder druk geen rol. Bovendien plaats je gemakkelijker een groter buffervat.

Voordelen systeem onder druk

  • laat grote buffervaten van 2000 liter of meer toe
  • geschikt als verwarmingsondersteuning van een gebouw
  • geen specifieke helling nodig bij de plaatsing

Nadelen systeem onder druk

  • de plaatsing is ingewikkelder en duurt langer dan bij een terugloopsysteem
  • meer onderhoud: vloeistof moet gemiddeld elke 4 à 5 jaar vervangen worden
  • duurder dan een terugloopsysteem
  • gevoeliger voor schade: kans op stoomvorming bij hete temperaturen

Kleine of gemiddelde gezinnen met een beperkt warm waterverbruik zijn het best gediend met een terugloopsysteem, zolang een hellingsgraad van 4 procent geen obstakel is voor het leidingnetwerk. Woningen met een groot warm waterverbruik of installaties die moeten dienen als verwarmingsondersteuning zijn vaak het meest geholpen met een druksysteem. 

Een kanttekening daarbij is dat het daadwerkelijke verschil tussen een druksysteem en een terugloopsysteem eigenlijk niet zo groot is. Een verkeerde keuze maken kan in principe niet, zolang de plaatsing van de installatie technisch goed uitgevoerd is.

Als je toch twijfelt over welk type installatie het meest geschikt is in jouw situatie, kan je steeds te rade gaan bij je provinciaal steunpunt voor duurzaam bouwen en wonen. Deze steunpunten bieden onafhankelijk expertenadvies op maat aan. Gratis, of voor een klein prijsje. Zij kunnen je ook helpen bij het opmaken van een slim warmteplan voor je woning.

Meer lezen: 

zonneboiler leegloopsysteem
Bij weinig zon af als de boiler voldoende opgewarmd is, loopt het water in uit de collectoren in de boiler. Wil je warm water? Dan wordt via een warmtewisselaar de warmte ontrokken uit de boiler. Het water uit de boiler is dus niet je sanitair warm water.
zonneboiler leegloopsysteem met leegloopvat
Het water loopt niet in de boiler maar in een extra leegloopvat. Het water in de boiler wordt in dit systeem wel gebruikt als sanitair warm water.
zonneboiler | vacuümbuiscollectoren
© Ecopuur
zonneboiler druksysteem type 1
zonneboiler druksysteem type 1
zonneboiler druksysteem type 2
zonneboiler druksysteem type 2

Reacties

afbeelding van Luc Vandamme

Beste Ecobouwers team,

Het bovenstaand artikel is een slechte transcriptie van gelezen en niet nagecheckte informatie of niet opgenomen kennis van systemen:

1. Het beeld (schema) rechts met de schematische voorstelling van een leegloopsysteem is een weinig gebruikt systeem: Er is een warmtewisselaar aanwezig voor de warmteoverdracht van de energie uit de collectoren naar de boiler via een tussenvat. Deze combinatie is een combinatie tussen een volledig druk systeem en een volledig drukloos systeem. Dit voorgesteld systeem combinneert de nadelen van ieder gekende (druk en drukloos) zonneboiler/buffer systeem.

Als ik het goed voor heb, is bij een leegloopsysteem GEEN warmtewisselaar in de buffer (geen boiler) nodig voor deze warmteovedracht (open circuit) en is de buffer (het vat voor de opslag van de energie) drukloos. Dit zijn allemaal BASISKENMERKEN van een volledig drukloos leegloopsysteem, die hier niet werden besproken.

Een drukloos warmteopslagssysteem (geen boiler) voor de warmte-energieopslag hoeft dan ook niet in metaal te zijn en kan bvb. ook in kunststof, zelfs in beton, ... worden gemaakt. Drukloze warmteopslagsystemen (drukloze buffers) hebben dan ook het voordeel dat ze veel langer kunnen meegaan dan drukopslagsystemen voor warmteopslag (boilers). Drukloze warmteopslagsystemen kunnen dan ook veel groter worden (tot zelfs miljoenen liters) geconcipieerd. Ze (drukloze buffers) zijn ook veel goedkoper dan drukopslagsystemen (boilers).

2. U schrijft

"dat het leidingcircuit tussen boiler en collectoren slechts gedeeltelijk gevuld. En dit met zuiver water."

Dit is onwaar: drukloze systemen zijn juist niet gevuld met SWW, maar met dood water. Het SWW wordt verwarmd door middel van doorstroming via spiraal of via platenwarmtewisselaar in of buiten het drukloze vat. Hierdoor is er bij een leegloopsysteem (drukloos vat en drukloze warmteoverdracht van de collectoren) geen gevaar op het ontstaan van legionella bacteriën in het SWW circuit omdat het SWW circuit enkel beperkt in contact komt met de warmte. Dit is in tegenstelling tot een druksysteem met een SWW drukvat (SWW boiler) waar een grote hoeveelheid SWW wordt opgewarmd.
NOTA: er bestaan ook druksystemen waar geen SWW wordt opgewarmd, maar wel dood water of proceswater onder druk - op dat ogenblik zijn deze zonneboilers een structureel onderdeel van de warmteopwekking voor verwarming of voor industriële processen. Ook hier besteedt u geen aandacht aan. Het is enkel bij deze types  van zonneboilers (drukvaten met dood water op procesvloeistoffen) dat trouwens vacuümbuiscollectoren echt zin hebben en een reële zinvolle meeropbrengst garanderen bij druksystemen.

3. U schrijft:

"Nadelen van een terugloopsysteem

  • de leiding tussen de panelen en je boiler moet overal minstens 4% aflopen zodat het systeem kan leeglopen."

Dit is meestal in de praktijk geen nadeel t.o.v. een druksysteem. Een druksysteem vraagt integendeel overal drukleidingen en een compenstievat, wat veel complexer is dan 1 leiding onder een helling leggen.... 

Een nadeel van een leegloopsysteem is wel dat buffervat nooit op een hoger niveau kan staan dan de (vlakkeplaat)collectoren, wat wel kan bij een druksysteem. 

 

4. U schrijft dat druksystemen een groter warmwaterverbruik  toelaten. Dit is pertinent NIET waar. Een eigenschap van een zonneboiler/buffer (druk of leegloop) is dat deze zijn maximum potentiëel geeft bij vraagsturing als er energieaanbod (zon) is. Deze vraagsturing kan bvb. een groter voorraadvat zijn, maar kan ook een groter verbruik zijn van SWW of een verwarmingsvraag kunnen zijn die tijdens deze energieaanbodperiode (zon) wordt uitgelokt.

Dit vorige maakt het verstaan van een een Zonneboiler/buffer een moeilijk onderwerp. Dit "vraagsturing als er energieaanbod (zon) is" op een verstaanbare manier uitleggen, zou de ecobouwers kunnen helpen om een zonneboiler/buffer op de juiste manier te integreren in hun bouw/verbouwings project. 

 

Dit juist uitleggen, maakt dan ook verstaanbaar waarom eenzelfde zonneboiler/buffer bij een goede installatie (inwerking in het vraagaanbod) meer dan dubbel zoveel opbrengt dan een installatie waar geen rekening gehouden wordt met de energievraag tijdens de energieaanbod periode.

 

5. Zonneboilers/buffers moeten deel uitmaken van een warmtestudie en geïntegreerd worden bij de warmteaanmaak en warmteafgifte van alle installaties van de woning (warmtepomp/gas- of stookolie condensatieketel/ ...). Een zonneboiler installeren om enkel warm water aan te maken of om enkel een ander tijdelijk warmte afgifte proces te voeden, is vragen naar ontgoocheling bij de gebruikers/investeerders. Het is de taak van ecobouwers om dit uit te leggen en te begeleiden.

 

Ook is het aan jullie om uit te leggen dat grote zonneboilersystemen (2000 l en meer ... zie tot en met 10000 l voor privéwoningen en miljoenen liters voor gemeenschappelijke warmtenetten) altijd drukloos zijn. De warmteuitwisseling met zonne- of andee energiecollectoren kan wel via een druksysteem verlopen, maar is enkel noodzakelijk (onder druk) als de rest van de technische installatie dit werkelijk vereist. Een drukinstallatie is altijd een meerkost in begin investering en in onderhoudskosten achteraf. Daarom is een grondige kennis en analyse van het gebruik en installatieomstandigheden steeds een noodzakelijk voorwaarde.

 

 

 

 

afbeelding van Ecobouwers Team

Dag Luc Van Damme,

Bedankt voor je opmerkingen. We hebben het artikel op sommige punten aangepast.

Met vriendelijke groeten,

Sarah - Het Ecobouwers Team

afbeelding van Luc Vandamme

Dank u voor de reeds aangebrachte correcties.

En zoals reeds gemeld, kan dit onderwerp nog een aantal  artikels verdragen. Een paar voorbeelden:

Een zonneboiler is ook een voorraadvat (buffer of boiler) voor energie.

  1. Waarom kiezen voor een drukloos buffervat, een drukvat (boiler) met SWW, een drukvat met dood water?
  2. Hoe groot moet het voorraadvat zijn? Verschilt deze grootte als ik  kies voor een buffer of voor een boiler? 
  3. Hoeveel energie kan ik stockeren in, en hoeveel  energie kan ik werkelijk gebruiken uit een voorraadvat? Is dit afhankelijk van de gebruikstemperatuur van uw SWW water? Is dit ook afhankelijk van de temperatuur van mijn vloerverwarming?
  4. Is het aangewezen om dit voorraadvat en dus mijn zonneboiler/buffer ook te gebruiken voor andere warmtetoepassingen voor warmteaanmaak en/of voor warmteafgifte? 
  5. Kan ik mijn voorraadvat van mijn zonneboiler/buffer combineren met een warmtepomp? Met welke Warmtepomp?
  6. Moet ik mijn voorraadvat opwarmen als ik niet genoeg energie heb van de zon, of kan het ook anders en misschien ook energetisch goedkoper?
  7. een voorraadvat en warmteverliezen. Isolatie? Waar plaats ik mijn voorraadvat (zonneboiler/buffer)? Wat is de invloed  op de koelkarakteristiek van het gebouw? Kan de gebouwventilatie een rol spelen?

Werking van een zonne thermisch systeem:

  1. Het principe van evenwicht van energie en hoe kan je thermische energie opvangen en overdragen. Wat zijn collectoren en warmtewisselaars? Naar wat draag ik mijn energie over? Energie: overdrachten en verliezen, wat zijn de besluiten?
  2. Wat voor soort collector gebruik ik best om mijn thermische zonne energie op  te vangen? Onder welke helling plaats ik mijn collectoren?
  3. Wat is het voordeel van een spiraalwarmtewisselaar of een platenwarmtewisselaar in mijn voorraadvat? Wat gebruik ik voor wat?
  4. Wanneer kies ik voor een drukloos leegloopsysteem en wanneer kies ik voor een druksysteem bij de opvang van de zonnewarmte voor mijn zonne thermisch systeem?
  5. Hoe kan ik de opbrengst van mijn zonneboiler/buffer voorspellen (berekenen)? Kan ik dit beïnvloeden (optimaliseren) door mijn instellingen te veranderen, door mijn warmtegebruiksprofiel aan te passen? door het weerbericht te volgen (bvb met een app)? door ...?
  6. Als ik nog meer energie bespaar door bvb. te investeren in een WTW (warmte terug winning) voor mijn douche, dan vermindert daardoor de opbrengst van mijn zonne thermisch systeem (zonneboiler/buffer) en als ik investeer in een hotfill voor mijn was/afwasmachine, dan vermeerdert de opbrengst van mijn zonne thermisch systeem (zonneboiler/buffer). En in beide gevallen vermindert bovendien mijn (normaal) elektrisch verbruik significant. Waarom? Hoe komt dit? 
  7. De zonneboiler/buffer is een belangrijke stap om tot een volledig CO2 vrije woning te komen. Waarom?

Dit zijn maar een paar (14) van de vele onderwerpen die je over een zonneboiler/buffer zou kunnen behandelen en die de kennis over dit produkt (hulpmiddel voor energie aanmaak en opslag) kunnen verbeteren en zo zullen ecobouwers meer gerichte investeringen kunnen doen.