DIY zonneboiler | Ecobouwers.be

U bent hier

DIY zonneboiler

Het Ecobouwers forum is vernieuwd en verbeterd, daarom is deze discussie afgesloten. Je kunt hier niet meer reageren. Je kan deze vraag opnieuw stellen, of vragen aan de beheerder van Ecobouwers om deze discussie opnieuw te openen als een nieuwe vraag. 

02/03/2012 - 11:51

Ik ga in onze toekomstige achterbouw een zonneboiler plaatsen. Het wordt een leegloopsysteem. De collectoren zijn aangekocht: 3x2,5 m² vlakke plaat, pompgroep heb ik, boiler inox met dubbele spiraal 300l heb ik. Leegloopvat is in opbouw, nog juist aansluitingen lassen. Nu zit ik nog met de vraag welke diameter mijn primaire leidingen moeten hebben. Sommige mensen hebben me 15mm koper met snelkoppelingen geadviseerd om de prijs te drukken. Maar, is dat voldoende of moet ik toch 22mm gebruiken? Aansluitingen op pompgroep en collectoren zijn ook 3/4" en op de boiler 1". Is het niet wat raar om er dan met een 15mm buisje op toe te komen? Bestaan er rekenregels voor? Welke isolatie kan ik best gebruiken rond de buizen? Ik wil de buizen isoleren na het plaatsen omdat ze door de draagbalken van het dak komen. Ik heb dus liefst zo'n dun mogelijke gaten in de constructie. De buis komt in de (vlas)isolatie. Moet ik ze binnenshuis dan eigenlijk wel isoleren? 130°C, is dat een probleem in een plaffond met hout en vlas?

26 Reacties

Reacties

03/03/2012 - 23:43

natuurlijk zijn er basisregels, nl. die van drukverlies bv.  hoe meer drukverlies (dus hoe dunner en hoe langer de buizen) hoe harder je pomp moet draaien.  en dat is energieverbruik.

welke isolatie? minstens geschikt voor temperaturen tot 150°.  of je ze binnenhuis moet isoleren?  soapwater, je bent toch geen groentje op deze site, dat je dat zelfs durft te vragen?  binnen in huis heb je in de verwarmde ruimtes temperaturen van 20 a 25°, de zon kan makkelijk 100° zijn, het antwoord ligt volgens mij dus voor de hand.

ik zou in elk geval ook de buizen in het dak isoleren met een materiaal dat geschikt is voor hoge temperaturen, en dat is niet het geval voor vlas. 

04/03/2012 - 08:32

Bedankt Hans, ik ga me verder informeren...

04/03/2012 - 09:09

Ik heb dit gevonden: http://www.wetenschapsforum.nl/index.php?showtopic=10277

Heb alle waarden in een excel sheet gegoten en kom geen bevredigend resulaat uit.
Worden deze  berekeningen echt uitgevoerd voor elke installatie of bestaat er toch een tabel, eenvoudige formule of vuistregel?

04/03/2012 - 10:21

Welke panelen heb je, met een meander of met een harpstruktuur? Hoe lang zijn de leidingen? In de meeste gevallen zouden 15 mm buizen moeten volstaan. Als je op voorhand alle debieten wilt berekenen, moet je ook weten welk hoogteverschil er is tussen het vrije oppervlak in je warmtewisselaar en het punt waarop de hevel onderbroken wordt. De opvoerhoogte van je pomp dient ook iets groter te zijn dan het werkelijke hoogteverschil tussen vrije oppervlak warmtewisselaar en hoogste punt van je collectoren. 

04/03/2012 - 11:47

Ik heb  3x 2,5m² vlakkeplaat collectoren met harpstructuur.

Hoogte pompgroep tot collector zal +/- 1m50 zijn.

Totale lengte buizen zal +/- enkel +/- 8m, dus afstand van boiler tot collectoren

04/03/2012 - 13:32

Dan gaat 15 mm meer dan genoeg zijn. 

04/03/2012 - 18:10

ik ben niet zo goed thuis in leegloop, bij klassieke installaties zou ik met 7.5m toch gaan voor 18 of 22mm. 

wel nog een bedenking, 1.5m, tussen collector en pompgroep, is dat onderkant of bovenkant collector.  en waar staan leegloop vat en de zonne WW van de boiler?  want je moet er voor zorgen dat je pomp lager staat dan de collector, als die 1.5m de bovenkant van de collector is, staat de pomp allicht te hoog.  is die 1.5m de onderkant, moet je de hoogte van je collector er nog bijtellen!  en eventueel ook nog het hoogteverschil tussen pomp en WW.

 

04/03/2012 - 20:27

Hans, 1,5m is bovenkant boiler tot onderkant collector (ongeveer), daar zat ik inderdaad fout. Pompgroep komt lager, leegloopvat komt boven de boiler... althans zo is het gepland, er kan nog vanalles veranderen.

04/03/2012 - 21:36

Dat hangt ook van het type collector af. Harp collectoren hebben heel beperkte drukverliezen (parallelle stijgleidingen) dus quasi alle drukverlies zit dan in de leidingen. Op basis van de gegevens van soapwater schat ik een debiet van rond de 450 l/u met 15 mm leidingen, wat zou moeten volstaan. Let wel, dit is met water en dus niet met glycol. Met glycol zullen de leidingverliezen hoger zijn en de opbrengst wat lager owv de lagere warmtecapaciteit. In dat geval is het beter om 18 of 22 mm te gebruiken zoals jij voorstelt. Misschien is het vanuit dat oogpunt wel interessant om de 18 mm leiding te kiezen, dan maakt het niet uit of er nu glycol of water gebruikt wordt. Met 22 mm zal men met water te veel moeten knijpen om het debiet naar beneden te krijgen vrees ik.

04/03/2012 - 21:52

carlos

in druksystemen is een grotere diameter geen enkel probleem, integendeel, je leidingsverliezen zakken met een veelvoud.  voor 7.5 m² gebruiken wij altijd 22mm, tot zelfs 28mm, als het om grote hoogteverschillen en lange leidingen gaat.

maar aangezien je bij leegloopsystemen lucht moet verpompen, zou het kunnen dat grotere diameters het de circulatiepomp moeilijk maken.   heb er eigenlijk geen idee van hoe die daar op reageert. 

debiet knijpen is niet nodig als je de pomp laat moduleren, dan krijg je de debieten moeiteloos naar beneden, en het verhoogt de efficiëntie van het systeem.  moduleren is sowieso altijd aan te bevelen.

 

04/03/2012 - 22:13

Het grote verschil tussen een leegloopsysteem en een druksysteem zit hem in het warmtemedium, namelijk water tov glycol. Bij glycol heb je meer energie nodig om hetzelfde debiet te bereiken en heb je daarbij nog eens slechtere parameters voor warmteoverdracht en capaciteit. 

Een tweede groot verschil is dat een leegloopsysteem niet geschikt is voor grote hoogteverschillen tussen boiler en collector. Bij de opstart heb je namelijk heel wat pompvermogen nodig maar door de hevelwerking valt dit nadien terug tot een veel lager vermogen. Dit wordt dikwijls opgelost door een boosterpomp te voorzien die enkel bij de opstart werkt. Bij lage hoogteverschillen speelt dit allemaal niet mee en is een boosterpomp niet nodig. 

05/03/2012 - 07:52

carlos

ik ben niet onbekend met leegloop hoor, heb 17 jaar geleden m'n eerste leegloopsystemen geplaatst.  het enige waar ik niet zeker over ben is hoe de pomp reageert op grotere diameters als ie lucht moet verpompen, bij vloeistoffen is een grotere diameter altijd een voordeel.

het grote verschil zit in het feit dat je bij leegloop lucht moet verpompen.  het verschil tussen water en glycol is echt niet zo groot. een paar liter water meer verpompen in een drukgevuld systeem kost echt niet zoveel aan energie aangezien je in een gesloten systeem zit en de klassieke pompen die op die systemen staan dat moeiteloos aankunnen..

ook het hoogte verschil tussen collector en boiler is van geen belang bij leegloop, het hoogteverschil tussen collector en leegloopvat is bepalend.  mijn vroeger installatie (leegloop) had een hoogteverschil van meer dan 12m, en dat ging zonder problemen, maar het leegloopvat stond wel op zolder, zowat 3m onder de bovenkant van de collector.

toch zie ik een verbetering sinds ik het systeem heb omgebouwd naar drukgevuld.  dat vooral omdat de regeling die ze meegeleverd hadden niet deugde, er zijn ondertussen veel betere regelingen op de markt, die mogelijk de typische problemen van leegloop deels of geheel oplossen.

het systeem met boosterpomp of dubbele pomp heb ik nooit toegepast, ik heb inderdtijd altijd met een los leegloopvat gewerkt bij grotere hoogteverschillen, veel efficiënter volgens mij, want niet zoveel pompvermogen nodig.

05/03/2012 - 20:37

Het water geeft veel meer drukverlies dan lucht (viscositeit is verwaarloosbaar tov water), dus dat gaat geen effect hebben op de pomp. 

Met jouw oplossing heb je inderdaad geen boosterpomp of volumetrische pomp nodig, maar dit gaat dan wel ten koste van een grotere waterinhoud in je primaire kring. Op zich geen probleem maar de sturing moet er dan wel rekening mee houden dat er een langere stabilisatietijd nodig is. Je verliest dan ook wel één van de voordelen van een leegloopsysteem namelijk lagere warmteverliezen via de leidingen en het leegloopvat. Het ideale leegloopsysteem heeft de leegloopvat in de boiler geïntegreerd zodat deze warmte niet telkens verloren gaat . Ook opletten dat je bij de dimensionering van het leegloopvat rekening houdt met de uitzetting van het water, zodat als het circuit warm is het water niet kan uitzetten tot in de collectoren waar het zou kunnen bevriezen. 

 

05/03/2012 - 23:20

carlos

een circulatiepomp is helemaal niet gemaakt om lucht te verpompen, ik twijfel sterk aan wat je hier dus zegt. als dat zo is, waarom heb je dan bij leegloop dat hoger pompvermogen nodig?  toch om de lucht weg te duwen?  bij een drukgevuld systeem krijg je probleemloos circulatie met een veel kleinere opvoerhoogte, dat weet ik wel heel zeker.

zelfs met een kleiner leegloopvat heb je volgens mij nog altijd grotere warmteverliezen dan met druksystemen, want daar heb je dat vat niet, en dus X lt minder waterinhoud.

ik ben in elk geval van leegloop afgestapt wegens regeltechnische problemen.  al vermoed ik wel dat het met een aantal nieuwere regelingen wel beter lukt dan met die eerste generatie regelingen, die waren totaal ongeschikt en leiden onvermijdelijk tot pendelgedrag.  niet in de zomer, maar vooral in het tussenseizoen met wisselvallig weer. 

06/03/2012 - 18:51

Je hebt bij een leegloopsysteem mogelijk een sterkere pomp nodig omwille van het hoogteverschil dat je moet overbruggen bij de opstart. VB als de bovenkant van de panelen 5 m hoger ligt dan de boiler (of het leegloopvat), dan dient de pomp minstens een opvoerhoogte van 5 m te hebben. Een standaard pompje heeft een opvoerhoogte van rond de 4 m in de laagste stand en voldoet in die stand dus niet om het water naar boven te krijgen. De pomp zal dan in zijn eigen sop blijven draaien en het water reikt dan niet hoger dan 4 m. Hier zou een boosterpomp een oplossing kunnen zijn, of dient de pomp een stand hoger gezet te worden waardoor de 5 meter opvoerhoogte wel gehaald wordt. Eens de vloeistof boven is, loopt ze terug naar beneden en daarmee trekt ze ook mee aan de vloeistofstroom zoals een hevel. Het te overbruggen hoogteverschil valt dan terug tot de hoogte van de lucht boven de vloeistof in de leeglooptank (of boiler), waardoor de pomp slechts een vermogen dient te leveren vergelijkbaar met dat van een klassiek systeem.

 

Met een apart leegloopvat heb je inderdaad extra warmteverliezen tov de ideale situatie, namelijk een leeglooptank die geïntegreerd is in de boiler. De grotere waterinhoud heeft in dat laatste geval ook slechts een beperkt negatief effect op het rendement; en ook de sturing wordt makkelijker omdat de vloeistof steeds dezelfde temperatuur als de boiler heeft. Bij een apart leegloopvat zal de vloeistof in het leegloopvat gemiddeld gezien een lagere temperatuur hebben dan de vloeistof in de boiler, waardoor een veel langere stabilisatietijd nodig is omdat de vloeistof van de primaire kring eerst tot op het niveau van de boiler dient verwarmd te worden. Dat zal waarschijnlijk ook de oorzaak zijn van jouw sturingperikelen. 

06/03/2012 - 19:16

carlos

maarv 't is geen antoord op de vraag, welk is de invloed van de diameter van de byuis bij her verpompen van de lucht.  ik vermoed dat die er wel degelijk is en men daarom met kleinere buisdiameters werkt dan bij glycolsystemen.

het pendelen heeft niks te maken met het leegloopvat, maar voor een belangrijk deel met de oude regelingen.  bij voldoende delta T start de pomp op maximum vermogen om de lucht weg te pompen, anders lukt het niet.  die tijd (ik meen vroeger vast 200 seconden of zoiets) gaat ie op volle kracht door, waardoor de collector heel snel afkoelt en dus terug stilvalt omdat de uitschakel delta T bereikt wordt.  en met wat wisselvallig weer kan dat een hele tijd zo doorgaan. 

bij de modernere regelingen kan je 1. d tijd aanpassen, je laat de pomp maar zolang op vol vermogen lopen dat het water over het hoogste punt is, vanaf dan kan je terugvallen op de lagere snelheid, 2. bij sommige kan je ook de pomp laten moduleren.

met de klassieke systemen kan je de pomp langzaam laten opstarten vanaf het begin en de snelheid aanpassen aan de delta T.  en dat komt de opbrengst ten goede.

ik heb wel wat jaren ervaring met beide systemen (eerst leegloop, later druk), en ken ondertussen denk ik de sterke en zwakke punten van beide.

06/03/2012 - 19:46

Antwoord staat hierboven al: er is geen invloed van de lucht in de leidingen op de pomp, omdat lucht veel minder viskeus is dan water. Vergelijk het met met je armen zwaaien in de lucht of dat onder water in een zwembad doen; in het tweede geval zal je heel wat meer kracht nodig hebben.

De redenen voor de kleinere diameters bij leegloopsystemen heb ik boven ook al geschreven. 

1) Water is minder viskeus dan glycol. VB viskositeit water = 1 mm2/s, glycol = 5 mm2/s bij 20°C. In de praktijk neemt de viskositeit sterk af in functie van de temperatuur. Zo heb je bij glycol pas op 80°C maar dezelfde viskositeit als water op 20°C.

2) Water heeft een hogere warmtecapaciteit dan glycol. Het verschil bedraagt ca 5-10% afhankelijk van de temperatuur. Dus bij hetzelfde vermogen heb je bij glycol een 5-10% hoger debiet nodig.

3) Water heeft een 30-40% betere thermische geleidbaarheid dan glycol. Hierdoor is er een betere overdracht van de warmte van de collector naar de vloeistof, waardoor je ook weer een hoger debiet nodig hebt bij glycol om hetzelfde vermogen te kunnen onttrekken als bij water. 

06/03/2012 - 21:28

carlos

dat antwoord staat er volgens jou al in, maar dat klopt niet.  ook het vergelijk met je arm gaat niet op, en dit om 1 essentiële reden, een cirrculatiepomp maakt eigenlijk geen druk (om juist te zijn nauwelijks), je moet zo'n pomp maar eens opendoen, je kijkt daar los door, er zit enkel een waaier die het water wat doet bewegen.  overigens, als lucht inderdaad minder weesrtand heeft dan lucht,  waarom kan je dan in een glycol systeem 15m overbruggen met het kleinste pompje, en heb je bij 3 m hoogteverschil bij leegloop al je volle pompvermogen nodig?

wat viskositeit betreft heb je gelijk, die is bij water 4 tot 5 keer hoger, en die kurve loopt ongeveer gelijk met die van water, je blijft daar altijd een zelfde verschil houden.   water heeft een hogere warmtecapaciteit, dat is een voordeel, maar is corrosiever en verdampt makkelijker dan glycol/watermengeling. bij 20° kan het verschil oplopen tot 20%, bij hogere temperaturen wordt dat verschil kleiner, maar blijft altijd in het voordeel van water, toch tot 100°, daarboven zit je met een probleem.    voor de thermische geleidbaarheid scoort glycol bij hogere temperaturen nog slechter t.o.v. water dan bij lagere.  daar heb ik niks op in te brengen.  maar de oppervlaktespanning ligt een stuk lager bij glycol, dat speelt dan weer in het voordeel,  en door gebruik te maken van inhibitoren heb je corrosieberscherming, en geen verslijming van je vloeistof, een nadeel van water. 

maar globaal kan je inderdaad stellen dat water beter scoort dan glycol.

anderzijds zijn de verschillen niet van die aard dat ze een groot probleem vormen.  je hebt wel iets meer pompvermogen nodig dat is waar, maar je hebt het voordeel van een eenvoudiger systeem en eenvoudigere sturing.

maar over die lucht moet je nog eens goed nadeneken!

06/03/2012 - 21:56

Hans,

Betreffende de pomp maak je toch een redeneringsfout. Zelfs een centrifugaalpomp zal een druk genereren, ook al zie je door de schoepen heen. Deze varieert in functie van het debiet: bij geen debiet is de druk het hoogst en daar spreken we van de opvoerhoogte (wat eigenlijk een druk is, namelijk uitgedrukt in m water in plaats van in Pa of bar). Bij hogere debieten valt de druk terug. Dit noemen we een pompcurve en deze bepaalt samen met de systeemkarakteristiek welk evenwichtsdebiet men zal verkrijgen. De systeemkarakteristiek is de weerstand van de leidingen, bochten, collectoren, ook weer uitgedrukt in een druk. Deze is afhankelijk van het debiet en stijgt steeds sneller bij een hoger debiet. Het effect van een gedeelte lucht in de leidingen is dat deze laatste karakteristiek zal dalen omdat er minder weerstand is. Hierdoor zal er een nieuw werkingspunt ontstaan met de pompcurve bij een hoger debiet. Ik zal nogmaals proberen een real life vergelijking te maken: je kan met dezelfde inspanning meer lucht door een rietje zuigen dan dat je er water kan doorzuigen. Andersom geldt dit ook (blazen ipv zuigen).

Wanneer er echter een hoogteverschil dient overbrugd te worden zal de ganse karakteristiek met het aantal m hoogteverschil stijgen. Hierdoor zal het debiet drastisch dalen, zeker bij grote hoogteverschillen. Als dit hoogteverschil groter is dan de opvoerhoogte, is er geen werkingspunt meer tussen de pompcurve en de systeemkarakteristiek: het debiet zal nul zijn en de vloeistof geraakt niet meer tot boven. Zoals ik boven al schreef is dit DE reden waarom men bij grote hoogteverschillen een sterkere pomp nodig heeft, en dit enkel om het systeem te starten. 

06/03/2012 - 22:43

carlos

je kent blijkbaar je theorie goed, maar heb je al eens de waaier van een circulator vergeleken met de schoepen van een centrifugaalpomp?  dan weet je ineens waarom een circulator eigenlijk geen pomp is, en opvoerhoogtes heeft van 3 a 8m (uitzonderlijk hoger) en een centrifugaalpomp 40 tot enkele honderden meteres, je kan beide echt niet met elkaar vergelijken.

alles wat je zegt over de pompkarakteristieken klopt, maar hebben betrekking op het verpompen van vloeistoffen en niet van lucht, want daarvoor worden circulatoren niet gemaakt, dat staat ook uitdrukkelijk in de handleidngen van circulatoren. 

je vergelijk klopt echter weer niet. in druksystemen heb je nauwelijks opvoerhoogte nodig, omdat je met een gesloten circuit zit.  een circulator met een opvoerhoogte van 2m kan probleemloos water in een gebouw van 12m hoog laten circuleren, zolang er geen lucht moet verpompt worden  bij thermosifonsystemen volstaat al alleen het gewichtsverschil tussen het warme vertrekwater en het iets koudere retourwater om de beweging op gang te houden, zolang er maar geen lucht inzit.  terwijl water een veel grotere weerstand heeft.  bij zon is het wel in zoverre anders dat je meestal het warmere water naar beneden moet duwen, en het koudere naar boven, wat maakt dat je tegen de natuur in moet gaan en je wel wat meer kracht nodig hebt.

ik moet nu stoppen en m'n valies gaan pakken, want ik verdwijn voor een paar dagen, ik zal dus de eerste dagen niet reageren.

hans

 

06/03/2012 - 22:05

Ik geef je overigens gelijk dat een klassiek systeem eenvoudiger is qua installatie en minder rekenwerk vraagt, maar dit ten koste van hogere materiaalkost (expansievat, glycol, vulpomp,...). Bij een leegloopsysteem is het net andersom: goedkopere materiaalkost maar installatie en dimensionering is kritischer.

Nog een opmerking over de corrosie:

De corrosieinhibitoren die aan glycol worden toegevoegd dienen trouwens om de corrosie door gedegradeerde glycol (zuren) tegen te gaan. Bij een gesloten systeem met water heb je eigenlijk geen corrosieinhibitoren nodig omdat water water blijft en de zuurstof in het systeem heel snel zal op gecorrodeerd worden. 

08/03/2012 - 19:39

Interessant dat er hier zo over gediscussieerd wordt... :-)
Eén van m'n bedenkingen is de volgende: circuleert er wel lucht door de pomp? Het leegloopvat komt boven de pomp aan de retourzijde (tussen collectoren en boiler). De pomp komt aan de andere kant (tussen boiler en collectoren) en lager dan het leegloopvat. Zal het leegloopvaatje van +/- 10l niet fungeren als luchtafscheider voor de pomp?

Verder kan ik niets zinnigs toevoegen over de invloer van lucht in leidingen en de invloer van de diameter daarop... m'n nonkerl loodgieter zei ook dat 15 volstaat, maar nog steeds geen idee waarom...

08/03/2012 - 19:49

Beste

hoeveel debiet moet er eigenlijk door het systeem?

eddy

08/03/2012 - 20:18

Er circuleert helemaal geen lucht door de pomp! Hans bedoelt dat er lucht in de leidingen zit (en dat ze dus niet helemaal gevuld zijn met vloeistof zoals met een klassiek systeem). Door die lucht moet de pomp bij opstart meer vermogen leveren, maar zoals ik boven al zei is de werkelijke reden niet de lucht maar in feite het hoogteverschil dat te overbruggen is bij de opstart (en het dus het gebrek aan hevelwerking). Met een gesloten systeem zonder lucht heb je dat niet, en kan je inderdaad makkelijk 10 m hoogte overbruggen met een minipompje. 

Over de 15 mm ben ik ook zeker dat 15 mm moet volstaan voor water. Zou je om welke reden dan ook ooit willen overschakelen op glycol dan zal dit niet volstaan. Dat is dus de keuze die je nu moet maken. Betreffende het debiet is het heel simpel: hoe lager het debiet, hoe hoger het temperatuurverschil zal zijn tussen aanvoer en retour. Met jouw 7.5 m2 collectoren zal je vb bij een debiet van 600 l/u en een instraling van 1000 W/m2 een maximaal temperatuurverschil van ca 7.5 °C hebben tussen aanvoer en retour (water!). Bij 300 l/u zal dit oplopen tot 15 °C enz. Heb je een boiler die eerder hoog en smal is kan je met een lager debiet (vb via pompmodulatie) een hoger rendement halen omdat je dan stratificatie krijgt in je boiler (boven veel warmer dan onder). Heb je een gedrongen boiler, dan kan je best met eerder hoge debieten werken om het rendement van de collectoren maximaal te benutten. Stratificatie ga je dan amper hebben.

08/03/2012 - 20:50

beste

bij 600 liter per uur door een buis van 15 mm (inwendige diameter?) zal de gemiddelde snelheid 0.94 m/sec zijn.

Met een "moody diagram" (eens googlen voor meer info) moet de totale weerstand uti te rekenen zijn

eddy

08/03/2012 - 21:07

Formule van Hazen Williams is nog eenvoudiger. 

Het Ecobouwers forum is vernieuwd en verbeterd, daarom is deze discussie afgesloten. Je kunt hier niet meer reageren. 

Je kan deze vraag opnieuw stellen, of vragen aan de beheerder van Ecobouwers om deze discussie opnieuw te openen als een nieuwe vraag.