Pelletketel + Buffervat + Aansturing | Ecobouwers.be

U bent hier

Pelletketel + Buffervat + Aansturing

16/05/2016 - 11:20

Hallo Allemaal,

Ik ben bezig met het ontwerp van een CV-systeem voor mijn medium-geisoleerde woning bj1969. Hieronder het volledige 'klad' ontwerp. Graag de mening van de experten, ga ik ergens de mist in? Heb ik aan iets niet gedacht? Ik ben ook electronica-fanaat, dus de aansturing is eigen ontwerp en heb dus alle vrijheid qua aansturing.

De pagina valt ook te bekijken op: https://d2s.be/pelletcv/

Alvast bedankt!

  • 1. Waaraan het systeem moet voldoen:

    • Comfort:

      • (A) onbeperkt en snel sanitair warm water
      • (B) snelle + onverwachte opwarming ruimte(n) (bijvoorbeeld badkamer, vroeger thuis dan gepland, ...)
      • (C) de temperatuur in elke ruimte is individueel te regelen
    • Ecologisch:

      • (D) brandstof: pellets
      • (E) max benodigde technische ruimte: L=2m x D=80cm x H=2m (excl opslag pellets)
      • (F) mogelijkheid aansluiting zonneboiler (optioneel)
    • Levensduur:

      • (G) aantal start/stop cycli ketel worden tot een minimum beperkt
    • Overig:

      • (H) de warmtevraag kan in de tussenseizoenen geregeld kleiner zijn dan het minimum vermogen van de brander
  • 2. Hydraulische oplossing

    • Toepassing goed-geisoleerd buffervat 500 liter
      • met sanitaire doorstroomspiraal
      • 1 warmtewisselaar onderaan voor de optionele zonneboiler
      • Het systeem werkt direct met het water uit het buffervat en niet via een extra warmtewisselaar.
    • Waarom buffervat, want de meeste fabrikanten van een moderne pelletketel raden een buffervat af omdat de ketel intelligent kan regelen en moduleren. In deze situatie is dit echter niet mogelijk, omdat:
      • Nodig om aan (A), (B), (F), (G) te kunnen voldoen
      • Er meestal toch al een sanitaire boiler nodig is dus de stap naar een (grotere) buffer met doorstromer is klein
      • Door met een extra laag rockwol te isoleren kan het verlies beperkt worden
    • Het schema gaat uit van een ketel zonder ingebouwde hydraulische unit / pomp / regelklep
    • P1 en V1 worden door de ketel aangestuurd om de minimale retourtemperatuur te regelen en het uitgansdebiet
    • Op elke radiator staat een elektronische regelkraan + meting van aan- en retourtemperatuur. Deze worden door de domotica controller aangestuurd en uitgelezen
    • De installatie moet niet op 'mechanische' wijze hydraulisch gebalanceerd worden maar gebeurt door de domotica controller en de regelkraan per radiator. Dit is nodig om aan (B) te voldoen om een radiator tijdelijk meer debiet te geven om deze zo snel mogelijk met warm water te vullen. Dit vereenvoudigd bovendien de inregeling (een groot deel van de bestaande CV installaties is niet optimaal hydraulisch gebalanceerd)
  • 3. Werking domotica controller

    • Er wordt geen buitenvoeler gebruikt omdat dit slechts een benadering geeft van het gemiddelde benodigde vermogen. (zie verder)
    • De keteltemperatuur zal steeds relatief hoog zijn (70 graden) om de capaciteit van de buffer ten volle te benutten.
    • De aanvoertemperatuur naar de radiatoren wordt door de domotica controller door klep V2 geregeld tussen 30-70 graden naargelang het gevraagde vermogen om het leidingverlies te beperken
    • De domotica controller berekent adhv de gevraagde kamertemperatuur het momenteel benodigde vermogen per radiator (bv 1200 watt). Door de temperatuurmeting per radiator (en de specificaties per radiator) weet de domotica controller het exacte afgegeven vermogen per radiator en regelt dit als dusdanig met V3A, V3B, ...
    • Er is geen 'aan/uit' thermostaat, de regeling berekent steeds het benodigde vermogen om de gevraagde kamertemperatuur te bereiken of behouden. Dit geeft een betere inschatting dan met een buitenvoeler (waarbij het bijvoorbeeld slechts 5 graden buiten kan zijn, maar met veel instraling van de zon in de kamers)
    • Bij warmtevraag wordt eerst buffer aangesproken
    • Er zijn 4 werkmodi:
      • (1) Rust: geen warmtevraag
        • Buffer ontlaadt zeer langzaam door warmteverlies of snel door sanitaire vraag.
        • Bij warmtevraag: ga naar mode (2)
        • Bij buffer < 30%: ga naar mode (4)
      • (2) Buffer naar radiatoren
        • De ketel en pomp P1 staat hierbij uit en klep V1 staat naar de warme kant om ongewenste doorstroom door de ketel te voorkomen
        • Pomp P2 werkt en klep V2 regelt de toevoer van de buffer naar de radiatoren
        • Zodra de buffer leeg raakt < 30% wordt naar mode (3) gegaan
        • Bij einde warmtevraag, ga naar mode (4)
      • (3) Brander naar buffer + radiatoren
        • De brander start op en laadt de buffer op + radiatoren
        • Pomp P1 en klep V1 worden door de pelletketel aangestuurd
        • Pomp P2 en klep V2, V3x worden door de domotica controller aangestuurd volgens het gevraagde radiatorvermogen
        • Het verschil tussen geleverd vermogen door de brander en gevraagd vermogen van de radiatoren, zal door het hydraulisch evenwicht automatisch het buffervat laden of ontladen (verschil in debiet gaat door de buffer)
        • De domotica controller stuurt naar de ketel het gewenste brandervermogen om de buffer op 80% te houden (ketel moduleert tussen 30%-100%)
        • Zodra de warmtevraag kleiner wordt dan het minimumvermogen van de ketel, zal de buffer tot 100% geladen worden met het overschot aan (minimum) vermogen ketel. Wanneer 100% bereikt is (en nog steeds warmtevraag), ga naar mode (2)
        • Wanneer er geen warmtevraag meer is, wordt er naar mode (4) gegaan
        • Indien ketel automatisch stopt voor reiniging is dit liefst voorspelbaar zodat buffer tot 100% kan laden om volgende start zo lang mogelijk uit te stellen
      • (4) Brander naar buffer
        • Hierbij laadt de brander enkel nog de buffer op tot 100% om vervolgens af te slaan en naar mode (1) te gaan
        • Deze manier van werken garandeert:
        • Geen korte aan/uit cycli ketel (wanneer men bijvoorbeeld eerst de kamerthermostaat in kamer A uit zet en 5 min later de thermostaat in kamer B aan)
        • Bij korte warmtevraag (bijvoorbeeld enkel 's ochtends badkamer op een werkdag) kan uitsluitend de buffer gebruikt worden zonder branderstart

9 Reacties

17/05/2016 - 15:24

Ik ben absoluut geen kenner in deze materie maar vindt het wel interessant. Ik heb enkele vragen/bedenkingen betreffende de buffer temperatuur en je comforteisen (A) & (B).

Even een hypothetische situatie:

Je staat 's morgens op (of komt 's avonds thuis) en de buffer is 45°C. De verwarming staat net aan om je huis op temperatuur te brengen (warmtevraag maximaal? = 20kW) en jij en je partner willen een douche nemen. Hoe ga je hier voldoende energie voor sanitair warm water voorzien? Als je de temperatuur van je buffervant (de bovenste laag indien gelaagd buffervat) niet onder de 50°C laat zakken denk ik dat je comforteisen beter zullen voldaan worden.

Zelfde opmerking voor de radiatoren? Hebben deze een hoge toevoertemperatuur nodig? Dit beïnvloed de minimum temperatuur van je buffervat. Radiatoren hebben doorgaans een hogere toevoertemperatuur nodig (in vgl. met vloerverwarming). Ook hier zou een hogere (minimum) buffertemperatuur soelaas bieden.

Een andere oplossing is ook een groter buffervat nemen (indien je daar plaats voor hebt). Dit zal ook het aantal aan/uit cycli nog meer beperken.

22/05/2016 - 19:32

- leiding energieverlies in verwarming bestaat niet echt. Uiteindelijk zal alle energie, ook die verloren gaat in de leidingen bijdragen tot de verwarming van de woning. Je moet alleen zorgen dat de leidingen vooral lopen in het te verwarmen deel van je woning.
Dus de berekening temperatuur per radiator heeft heel weinig meerwaarde.
Je berekent de watertemperatuur vooral opdat ketelrendement hoog is. En met buffervat verlies je dat voordeel dus.
- ipv te investeren in per radiator regelbare temperatuur zou ik de isolatie van je buffer naar 25 cm brengen. Dat gaat echt meer besparen.

22/05/2016 - 19:59

Wat reacties....

Nodig om aan (A), (B), (F), (G) te kunnen voldoen

G: om je boiler ook op te warmen met zon en voor verwarming is je vat gewoon te klein. Met 500l en doorstroom is echt alleen genoeg voor SWW. Zowat zinloos voor verwarming.
En het is niet omdat je een buffer wil voor SWW dat ineens die buffer gebruiken voor verwarming zin vol is.

B: sneller verwarming nodig. Kan je wat concrete scenario's geven. Van welke temperatuur naar welke temperaturen?
Voor de badkamer: waarom ze niet gewoon altijd warm houden als je verwacht veel onverwacht te moeten warmen.
En waarom zou je systeem niet aan een plotse warmtevraag kunnen voorzien zonder buffer? Ik weet hier niet hoe snel een pelletketel nodig heeft om van start een redelijk vermogen te produceren.
Als je de verwarming van de badkamer start, ga je dan al de ketel moeten starten ook met buffervat? En hoe ken je het nodige vermogen zonder de buitentemperatuur (of hoe kom je tot een verwarmingsvermogen?).

Ik dacht dat er al condeserende pelletketels waren. Dat spaart 15% op je verbruik. Die gooi je weg met je buffer (erger nog : je komt naar zeer hoge verwarmingstemperaturen : dus verschil is misschien wel 20% + nog de verliezen van de buffer....).
Wat is je verlies om je woning altijd redelijk warm te houden, versus constant volledig vraag gestuurd?

Ivm stop/starts beperken : kan ook met "slimme" parameters te kiezen.
Maar het zou hier goed zijn te weten wat fabrikanten als een goed getal zien en hoe het de levensduur van het toestel beïnvloedt.

25/05/2016 - 19:30

Bedankt alvast voor de waardevolle reacties. Hierbij m'n antwoorden en reacties:

"Je staat 's morgens op (of komt 's avonds thuis) en de buffer is 45°C...."

Ik spreek liever in % bufferlading ipv temperatuur van de buffer. In een goed gelaagde buffer is de temperatuur boven immers altijd hoog en onderaan laag, en verschuift de 'scheidingslijn' afhankelijk van het ladings %. De buffer wordt altijd op minstens 30% gehouden (exact percentage nog proefondervindelijk te bepalen). Worst case haal je hier nog de eerste douche uit en zal de ketel vrij snel aanslaan. met 'onbeperkt SWW' bedoel ik uiteraard wel dat er in de praktijk 30-60 min tussen 2 douches kan zitten.

"Zelfde opmerking voor de radiatoren?"

idem, gezien ik bovenaan in de buffer steeds een hoge temperatuur ter beschikking heb is dit geen probleem.

"leiding energieverlies in verwarming bestaat niet echt"

helaas in mijn geval wel. Om zo weinig mogelijk leidingen (estetisch) in zicht te hebben, zullen deze voor een groot deel in de garage en valse plafonds lopen (zonder bovenverdieping).

"Dus de berekening temperatuur per radiator heeft heel weinig meerwaarde"

ik wil bijvoobeeld 12 graden in slaapkamer, 23 in badkamer en 21 in living. Elke graad te veel lijkt me verlies.... Alles is gelijkvloers met plat dak. Er zal dus weinig 'natuurlijke' warmtetransfer zijn tussen de verschillende kamers

"sneller verwarming nodig. Kan je wat concrete scenario's geven. Van welke temperatuur naar welke temperaturen?"

voorbeeld: ik ben zelfstandig en weet nooit op enkele uren na wanneer ik wel/niet thuis ga zijn. ik wil bijvoorbeeld 20 min op voorhand (bijvoorbeeld via smartphone) kunnen zeggen dat ik thuis ga komen. Temperatuur zal dan meestal van 16 naar 21 graden moeten gaan. 16 houd ik overal als minimum (bevalve slaapkamer en weinig gebruikte ruimtes)

"waarom ze niet gewoon altijd warm houden"

lijkt me veel verlies te geven. Mijn jaarlijkse warmtebehoefte is momenteel 10.000 kWh (electrische verwarming) in het regime van 'enkel warm houden indien gebruikt'. Ik heb berekend dat dit naar 15.000 kWh zal stijgen als ik overal permanent de conforttemperatuur moet aanhouden. Dit is gewoon zonde wetende dat er bijvoorbeeld 8h per dag niemand thuis is. Vandaar dat een intelligente regeling evenveel comfort kan bieden met 2/3 van het verbruik. In nieuwbouw met een goed geisoleerde schil zou het inderdaad minder uitmaken. Investeren in extra oningisolatie (15k eur in 150m2 plat dak, en 20k eur in gevel-isolatie en pleister) waardoor ons verbruik zakt van 600 eur/jaar naar 300 eur/jaar geeft een terugverdientijd van 116 jaar

"En waarom zou je systeem niet aan een plotse warmtevraag kunnen voorzien zonder buffer? Ik weet hier niet hoe snel een pelletketel nodig heeft om van start een redelijk vermogen te produceren."

toch gemakkelijk 10 minuten, terwijl in mijn oplossing een radiator reeds na 1 minuut warm zal zijn....

"En hoe ken je het nodige vermogen zonder de buitentemperatuur (of hoe kom je tot een verwarmingsvermogen?)."

Met de hulp van wiskunde en regeltechniek. Het systeem meet continu de temperatuur-respons en weet naargelang de snelheid waarmee de temperatuur stijgt wanneer het vermogen moet afbouwen om geen overshoot te krijgen. Zeg maar een PID regeling waarbij de parameters steeds optimaal/automatisch worden aangepast. Dit maakt deel uit van de 'eigen controller'

"Ik dacht dat er al condenserende pelletketels waren. Dat spaart 15% op je verbruik. Die gooi je weg met je buffer"

Klopt, die zijn er en die ketels kosten momenteel 2000 euro meer (bijvoorbeeld de okofen pellematic condens). 15% op een jaarfactuur van 600 eur pellets geeft een besparing van 90 eur per jaar, dus die ketel moet zeker 22 jaar meegaan om break-even te zijn (meest optimistische berekening).

"Ivm stop/starts beperken : kan ook met "slimme" parameters te kiezen."

Dat is net nu net, ik wil niet wakker moeten liggen van zodra ik aan een thermostaat draai ik me zorgen moet maken van 'oei da's weer een extra start, dus ik zou het maar beter laten'. Als technisch persoon, kan ik zo'n gedachten niet loslaten :)

Dan heb ik nog een vraag woor walter-8: als je geen buffer zou plaatsen, hoe ga je dan voor SWW zorgen?

Sorry voor de lange tekst, maar er waren dan ook veel vragen te beantwoorden!

25/05/2016 - 20:25

Oei oei wat hoor ik allemaal;12 graden, 16 graden? Dat zijn extreem lage temperaturen. Dus wel rotslechte isolatie....
Een beetje huis moet er een paar dagen over doen op 2 graden in temperatuur te dalen op het koudste van het jaar.
Is er echt niets te doen aan de isolatie?

Walter

25/05/2016 - 20:37

Een paar reacties:
-

25/05/2016 - 21:12

"Oei oei wat hoor ik allemaal;12 graden, 16 graden? Dat zijn extreem lage temperaturen. Dus wel rotslechte isolatie...."

Valt wel mee hoor, zoals ik zei hebben we enkel gelijkvloers met een plat dak. De slaapkamers liggen helemaal aan de andere (noord) kant van de verwarmde ruimten, met nog een gang ertussen. Volledig onverwarmd koelt deze ongeveer af tot 8 graden in volle winter.

Bij rotslechte isolatie zou ik overigens wel een veelvoud van mijn huidige 10.000 kWh jaarverbruik hebben voor een vrijstaande woning van 150m2

29/05/2016 - 17:09

Ik vraag me af welke fabrikanten van pelletketels afraden om een buffervat te gebruiken? Een buffervat werd in België afgestraft in de e peil berekening terwijl men in Duitsland een bijkomende premie gaf indien men een buffervat plaatste bij een warmtepomp / pelletketel of condensatieketel. Deze zorgt uiteraard voor minder start/stops en een langere levensduur, een betere modulerende werking, maar vooral voor een hoger comfort. Het solvis systeem werkt ongeveer zoals de beschijving, het probleem van de meeste merken is dat men niet beschikt over een goed gelaagd buffervat met lage verliezen. Het Solvis gelaagd buffervat beschikt over 4 sensoren en heeft aldus 3 temperatuurzones waarbij enkel de bovenste zone wordt warm gehouden voor warm water, de tweede zone voor verwarming en de derde onderste zone voor warmteopslag door zonne energie of cv houtkachel. Met de solvis control regeling is alles perfect instelbaar,bvb. wanneer er warm water beschikbaar moet zijn. Zoals u beschrijft zal het met een gewoon buffervat moeilijk in te regelen zijn. Het buffervat zal voor een groot gedeelte moeten opgewarmd worden om voldoende sanitait warm water beschikbaar te hebben met een doorstroom spiraal zodat een bijkomende doorstroom spiraal voor zonne energie weinig nut zal hebben. Bij Solvis hebben we een perfecte gelaagdheid ( door een gepatenteerd buizen systeem ) die ervoor zorgt dat er enkel zoveel word opgewarmd als nodig en gebeurt de warm water bereiding door een extern vers water station met voldoende debiet. Het solvis buffervat heeft ook de minste verliezen door een zeer goede isolatie en aansluitingen onderaan de buffer waar de temperatuur laag is

08/06/2016 - 23:18

"Ik vraag me af welke fabrikanten van pelletketels afraden om een buffervat te gebruiken?"

Okofen en Hargassner, beiden ongeveer hetzelfde verhaal dat hun nieuwste pelletketel zó intelligent is dat een buffervat niet nodig zou zijn. Geen spel tussen te krijgen, als je dan té praktische vragen begint te stellen komt het steeds neer op dat die ketel dat perfect kan aansturen, zonder in detail te gaan.... Verkopers he....

Gezien de totale investering boven de 15000 eur gaat uitkomen (zonder radiatoren!) ben ik trouwens ook de aardgaspiste aan het overwegen, en afwachten of de toekomst betere en betaalbaardere groene alternatieven brengt....