seizoenopslag van warmte
Beste allemaal,
Zijn hier mensen die ooit al hebben nagedacht over warmte-seizoenopslag (of dit bij het lezen van deze post willen doen)? Ik bedoel hiermee niet d.m.v. waterhoudende zanderige grondlagen, ook niet d.m.v. (semi-)reversibele chemische processen, maar 'eenvoudig' met een gigantisch supergeïsoleerd buffervat.
Het idee is geinspireerd door het feit dat er in de zomer een overschot aan warmte is, en in de winter een tekort. Verder is het duidelijk dat de warmte die opgevangen kan worden door -pakweg- 20m2 collectoren, rekenend op een rendement van 50%, ruimschoots meer dan de jaarlijkse behoefte aan energie voor (sanitair en ruimte-)verwarming dekt.
Zonder te willen afdwalen in ingewikkelde berekeningen en prognoses, heb ik eens ruwweg een schatting gemaakt. Hierbij kwam ik tot de conclusie dat een buffer van ongeveer 20m3 voldoende zou moeten zijn. Dat is dus 20.000 liter water!
Tot zoveer het idee, waarover ik de discussie eigenlijk niet wil voeren. Ik zou er graag van uit gaan dat het mogelijk moet zijn met een buffer van 20m3.
Waar ik wel graag verder over zou willen filosoferen: de praktische uitvoering van zo een gigantisch buffervat:
* welke vorm is nodig om een goede gelaagdheid te krijgen, is een kubus slechter dan een 5m hoge cilinder?
* het aantal warmte wisselaars, om efficient warmte te kunnen toevoeren/onttrekken, in functie van de vormgeving.
* plaats van het buffervat: midden in het beschermd volume, onder de fundering,...
* uitvoering van het buffervat: waterdicht beton gieten, polyester, een hele batterij 'normale' buffervaten.
* drukbelasting bij een geconcentreerd gewicht van 20 tot 30 ton.
* ...
Ik ben zeker dat het principe mogelijk is, ik ben echter niet zeker of het zelfs bij benadering, met een terugverdientijd van 30 tot 40 jaar, rendabel kan zijn. Het voordeel is in elk geval dat geen enkele bijkomende verwarmingsbron meer moet voorzien worden. Die kosten zijn alvast uitgespaard.
Laat uw ideeën en bedenkingen maar komen.
Groetjes, Marc
Reacties
@ Marc Gommer he he
Die straling wordt gemeten met een stralingssensor dat zou toch betrouwbaar moeten zijn.
Ik vermoed dat dat ding ook wel juist gaat hij is van het merk van de regeling en dat is toch geen speelgoed.
De laagste gemeten waarde is 5 watt/m² ofzoiets smorgens of savonds en de hoogste ca 1100 w/m²
Wat die debieten betreft ik kan enkel het debiet zien in de secundaire kring omdat ik daar de opbrengstmeting doe.
Dat varieert bij mij van ca 160l/h tot ca 700l/h
Ik vermoed dat dat in de primaire kring ook zoiets zal zijn,maar aan vermoedens heb je niet veel é
Mvg Eric
http://users.skynet.be/zonnigniel/
Marc, nog een interessante link:
http:/energytech.at.(de)pdf/patsch_holzleitner_dt.pdf
Mon
@ Eric
Bedankt voor de toelichting. Ik had al wel een vermoeden dat die sensor nauwkeurig zou moeten zijn. Ik zit dus met een probleem, want zelfs de diffuse data zijn veel te optimistisch als er bewolking is.
Hoe ga ik dát moeten oplossen... ?
@ Willy
Als het goed is, zal ik aan het eind weten hoeveel collectoroppervlak nodig is en hoeveel buffer.
De hoeveelheid collector oppervlak zal vermoedelijk anders liggen dan de vuistregel bij een 'gewone' zonneboiler, aangezien bij deze toepassing het primaire doel is om de buffer volgeladen te hebben aan het einde van de zomer.
verdorie, wreed ambetant dat je hier geen posts kan editeren.
Eric z'n gegevens hebben me aan het denken gezet: zijn huidige gegevens (met bewolking) zijn lager, maar zijn maxima zijn veel hoger dan mijn tabellen.
Voor de geïnteresseerden, ik heb ze van hier:
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps3/pvest.php
Kies 'Daily radiation', vul woonplaats, oriëntatie en inclinatie in... en je bent vertrokken
uit de help haal ik het volgende:
'You can choose the inclination (angle from horizontal) and orientation (angle away from due south) of the plane for which the irradiance is calculated. You have the choice of getting the data for "real" conditions, with average cloud cover for that month. Alternatively, you can get "clear-sky" values, the value of the irradiance if the sky is completely free of clouds. This can be useful for showing the maximum values you can obtain at the given time.'
Bingo! Ze houden dus rekening met de gemiddelde bewolkingsgraad. Daarom in het echt hogere maxima en lagere minima. Maar deze gegevens zouden dus wel realistisch moeten zijn.
Mvg, Marc
Een thermos heeft een R waarde van 250, kan dit ook niet voor een groot buffervat? Voor de straling heb je spiegels nodig.
Zijn er nog andere materialen om warmte aan een hogere temp. rendabel op te slaan? Je zou met een parabool licht kunnen bundelen en via glasvezel en een licht/warmte omzetter je vat aan een hogere temp. kunnen verwarmen. Indien je overschot hebt nog een stirling-motor aandrijven.
@ Gommer
Je opbrengst is afhankelijk van je retourtemp. dus van je buffer onderaan.
Het gaat veel gemakkelijker van 30° naar 60° dan van 60° naar 90°.
Wanneer je buffer onderaan 60° is gaan er heelwat redelijk mooie dagen zijn dat je geen opbrengst hebt.
Dat is normaal geen probleem maar jij moet je buffer vol krijgen tegen het einde van de zomer é.
Wanneer hij 30° is moet nog niet echt de zon schijnen om opbrengst te hebben,goed licht is al voldoende.
Met volle bak zon is er nooit een probleem dan krijg je spelende max temp.
Bij goede condities,dus wanneer nu bvb morgen de zon volle bak schijnt mijn buffer is nu redelijk koud dan draait de boel hier aan max.ca 12 Kw met een dagopbrengst van ??60 ..70 Kwh
Hoop doet leven hé
Dus ik denk dat het onbegonnen werk is om dat uit te rekenen.
In Duitsland en Oostenrijk zijn ze begonnen met proefprojekten waar ze heeeel veel van geleerd hebben.
Mvg Eric
http://users.skynet.be/zonnigniel/
Eric,
Ik weet niet of je helemaal juist bent. Volgens mij moet het buffer niet helameel vol zijn, je kan rekening houden met een bepaald gedeelte dat op matige temp blijft, zodat je des winters altijd warmte kwijt kan. Maar alle bedenkingen blijven welkom, om de gedachtengang te verfijnen.
Jij (en anderen) kan wel aangeven vanaf wanneer de collectortemperaturen van 90 graden en meer terug aan de orde zijn. Welke maanden bedoel ik daarmee. Dat zou wel interessante info zijn.
Ik ga wel in de berekening de temperatuur berekenen op elk moment van de dag, die met de gegeven straling en minimum debiet kan bereikt worden. Die breng ik in rekening om te kijken of er wel of niet kan geladen worden in het buffer.
Excell zal hard aan het werk moeten, zoveel is zeker.
@ Gommer
Jaja ik ben helemaal juist of bedoelde je iets anders ?
Enkele weken geleden was mijn 2000 liter dus van boven tot onder reeds 95°.
Mijn naverwarming heeft al meer dan 2 maanden niet meer aangestaan(pelletkachel)
Het zal erom spannen om hem morgen ook nog uit te houden(ik zit met huurders é)
Van welke regio ben jij ?
Mvg Eric
http://users.skynet.be/zonnigniel/
Ik zit met een probleem
Ben net begonnen met de maximale verwarming te berekenen van de panelen, maar dat lijkt zinloos met de gemiddelde instralingswaarden die de bewolking in rekening brengt.
Asl referentie heb ik de gegevens van de Vitisol F300 genomen. Maximum 10 parrallel, dat is goed voor 23.3 m². Aan 160 l/h, geeft dat voor de 18.3 l inhoud een maximale opwarming van 32°C in het midden van de zomer.
Voor gemiddelden zal dat wel kloppen, maar ik kan daar natuurlijk niks mee aanvangen om te zien wanneer ik wel en niet de buffer kan ladan.
Enkele vraagjes, hoe is in de praktijk de configuratie van zonnecollectors? Parallel, serie, combinatie, alles in één kring, meerdere kringen??
@Eric: ik woon nu in Deinze, de bouwplannen zijn voor Lochristi. Orientatie zal 151° ZO zijn met inclinatie van 55°
probleem is opgelost, denk ik.
Ik zet hier even de redenering neer, dan kunnen jullie me corrigeren.
De tabellen vermelden gemiddelden voor real sky, waarden voor zuiver diffuus en zuiver clear sky.
Aan de hand van deze waarden kan ik een verdeling vinden voor percentage diffuus en clear, als volgt:
xD + (1-x)C = R, waarbij:
x is verdelingssleutel
D is waarde diffuus
C si waarde clear
R is gemiddelde voor real sky.
Als ik dit toepas dan kom ik voor januari op 80-85% van de tijd diffuus en voor augustus op 55-60% van de tijd diffuus.
Dat lijken me dit keer wel realistiscvhe waardes. Het complement van diffuus is de clear sky tijd, en daar zijn de temperaturen behoorlijk hoger.
@ Gommer
Bij mij zijn de panelen telkens met 5 in serie en de 2 daaruit voorkomende kringen parallel (tichelman).
Wanneer je denkt een berekening te hebben kan je eens vergelijken met mijn opbrengsten ??
Jou Z-O -151° orientatie maakt het project er niet simpeler op,maar dat wist je al zeker?
Dat is mischien wel op te lossen met veeeel extra collectoroppervlakte ????
Ik zou zo een project zeker ook overwegen maar niet met zo een slechte orientatie
Mvg Eric
http://users.skynet.be/zonnigniel/
Eric, 151° ZO is toch een goede oriëntatie, dacht ik? Dat is 29° afwijking van het zuiden, in oostelijke richting. puur ZO is 135°, dat is jouw oriëntatie en die is dus nog slechter.
Ofwel heb je de oriëntatie slecht geïnterpreteerd, ofwel zie ik iets over het hoofd...
Die vergelijking met jouw opbrengsten doe ik heel graag. Een benaderende berekening, waarvan niet geweten is of de methode realistisch is, kan een reality toets goed gebruiken
@ Gommer
Inderdaad dat heb ik verkeerd geinterpreteerd Zuid is 180°.
Ik kan je ook dagopbrengsten bezorgen op aanvraag.
Mvg Eric
http://users.skynet.be/zonnigniel/
info 100% solarverwarming in passiefhuis : http://www.igpassivhaus.ch/Tag_der offenen Tuer_2007/Object Pedrinis.htlm
Mon
Mon, geen van beide laatste links die je gaf, werken. Ook niet met een beetje editeerwerk.
http://www.igpassivhaus.ch/Tag_der_offenen_Tuer_2007/ObjektPedrinis.html
Wow, dat is een goede referentie!
200m² te verwarmen oppervlakte, 14.9kWh/m² per jaar en 9.6 W/m² piek, dat zijn dus typische passiefhuis waarden.
Ze doen het met slechts 10 m³ buffer en 30m² collector oppervlak. Dat is wel in Zwitserland, met betere winteropbrengsten.
Hoop doet leven. Ik ben al goed op weg met mijn rejenblad, maar de resultaten blijven nog even achterwege. Een goede berekening vereist dat je voor elke dag van het jaar, op elk moment van de dag, de temperatuur van de collectoren en van de buffer berekent.
Bovendien worstel ik momenteel nog om de warmtevraag te verdelen over het jaar. Iemand een idee hoe dat zinnig kan benaderd worden?
Marc, tik eens in:
-haus Holzleitner
-haus Pedrinis
Mon
Heeft er al iemand aan een bolvormig vat gedacht?
Minimaal oppervlak, maximaal volume...
Wel moeilijker te maken.
Heb vroeger ook zulke berekening al eens gemaakt. Ik kwam ook uit op ongeveer 20m³.
Ik heb ook via via opgevangen dat het Vito (dacht ik) ooit een proef heeft gedaan met een bolvormig leidingnetwerk in de bodem, waarin de zomer van binnenuit zonnewarmte gepompt werd. De bodem zou hierdoor tot 55° opwarmen.
Ondanks het feit dat door grondwaterstroming de warmte een beetje uitwaaide waren de resultaten toch goed te noemen, en was de warmte later nog zonder warmtepomp terug te oogsten.
Ik vind er spijtig genoeg geen concrete resultaten van terug.
Voorlopig zie ik meer heil in een warmtepomp op groene of PV-stroom. Dat kost ook geld, maar je weet dat het werkt
Zomerkoeling, indien nodig, kan je trouwens gemakkelijk met het koude bodemwater van de aardcollector doen.
Op die manier slaag je ook een beetje warmte op voor de winter.
Marc, al eens gekeken bij:
http://www.jenni.ch/pdf/Sonnenenergieanlagen.pdf
Mon
Mon, ook heel interessant.
Daar kan je ook zien dat de locatie heel invloedrijk is (evenals warmtevraag). Bovendien kan je blijkbaar buffer inhoud compenseren door overvloedig collectoroppervlak. Ik ben benieuwd of dat ook uit mijn berekeningen gaat komen.
Mijn resultaten blijven alleszins nog even uit, nog een hoop werk eer ze zinnige gegevens afleveren.
Nog een vraag voor de ervaringsdeskundigen:
wat zijn in putje winter (december, januari) de maximum genoteerde collectortemperaturen bij volle zon?
Gommer,
De collectortemperatuur past zich aan aan de temperatuur van het voorraadvat. Als de temperatuur van het vat bvb 30° is zal de collector zo'n 40° zijn. Is het vat 50° zal de collector 60° zijn.
In het tweede geval zal de pomp trager draaien, of meer stilvallen.
Verder mag je zomaar geen zwitserse voobeelden als referentie nemen! Vaak staan die huizen op plaatsen waar er in de winter tot 4x meer instraling is dan bij ons!
In ons klimaat mag je in de winterperiode al blij zijn als je je sanitaire warm water op temperatuur krijgt.
Dirk
@ Mon,
heel interessant dokument die http://www.jenni.ch/pdf/Sonnenenergieanlagen.pdf
er worden drie locaties vergeleken:
Locarno: lage warmtebehoefte, hoog aantal zonne-uren (50 % meer dan Ukkel)
Davos: hoge warmtebehoefte, hoge zonne-opbrengst (hoogte)
Kloten: gemiddelde wamtebehoefte, lagere zonne-opbrenst
@ Marc,
>>Bovendien kan je blijkbaar buffer inhoud compenseren door overvloedig collectoroppervlak. Ik ben benieuwd of dat ook uit mijn berekeningen gaat komen.
Dat klopt heel duidelijk voor Davos en Locarno: (20m² ZP op 40 m³ buffer) = (40m² ZP op 5 m³ buffer).
Maar in Kloten (dat al meer te vergelijken valt met onze klimaatsomstandigheden) ligt de verhouding al minder scherp:
(20m² ZP op 40 m³ buffer) = (40m² ZP op 30 m³ buffer) = (80m² ZP op 20 m³ buffer).
En hoe verder we afzakken naar onze contreiën, hoe relatief belangrijker de buffer wordt.
Wat is nu beter: een twee maal groter vat of vier maal zoveel zonnepanelen? (situatie in Kloten)
Misschien is hier in de lage landen zelfs de optie 60.000 liter de enige betrouwbare om de lange sombere maanden te overbruggen (met slechts 15 m² ZP ?)
Dirk,
Ik had zelf al opgemerkt dat de locatie zeer invloedrijk is. Dus inderdaad, het zou een grote fout zijn de Zwitserse resultaten in onze regio te gebruiken.
Verder, als je stelt dat collectortemperaturen zich aan de buffertemperaturen aanpassen, dat is logisch. Aanvoertemperatuur is buffertemperatuur en de collector voegt daar, afhankelijk van instraling en debiet, een delta T aan toe.
Warmteverlies van de collectors stijgt echter ook met steigende collectorremperaturen en in de winter zou het verlies de instraling *kunnen* compenseren bij hoge temperaturen. Dus daarom mijn vraag, kan in de praktijk, in de winter, bij volle zon, al is het maar 1/2 of 2 uur per dag, een vat van 90 graden nog opgewarmd worden?
Trouwens, hoe werkt het in de praktijk om collectorpompen te sturen, ik zie namelijk een tegenstrijdigheid.
Bij lage instraling en buitentemperatuur en hoge buffer temperatuur, loop je het risico om het buffer af te koelen in plaats van op te warmen. Je moet echter wel pompen om een realistische delta T te kunnen meten. Dus enerzijds, pompen om te weten. Anderzijds, in sommige omstandigheden beter niet pompen. Schakelen die op regelmatige tijdstippen in? Hoe dikwijls? Of werkt het nog anders?
Ik zou graag genoeg een proefopstelling plaatsen met 1 paneel en een emmer (bij manier van spreken) en een jaartje monitoren wat het gedrag is. Maar helaas, Mijn huidige woonst is volledig beschaduwd door een hoge muur van de buren op het zuiden, over de ganse diepte van het huis, inclusief tuin en achterliggende garage. Ik heb dus nood aan input (details van een goede sturing, gemeten waarden) van techneuten met zonneboilers.
Marc, nog een interessante site ivm. temperatuurverloop van de boiler:http://www.solarhaus-info.de
Mon
Nog eentje:http//:www.kreis-storman.de/vw/forms/6/69/Klima_11.pdf
Mon
"Warmteverlies van de collectors stijgt echter ook met steigende collectorremperaturen en in de winter zou het verlies de instraling *kunnen* compenseren bij hoge temperaturen. Dus daarom mijn vraag, kan in de praktijk, in de winter, bij volle zon, al is het maar 1/2 of 2 uur per dag, een vat van 90 graden nog opgewarmd worden?"
-> neen
"Trouwens, hoe werkt het in de praktijk om collectorpompen te sturen, ik zie namelijk een tegenstrijdigheid.
Bij lage instraling en buitentemperatuur en hoge buffer temperatuur, loop je het risico om het buffer af te koelen in plaats van op te warmen. Je moet echter wel pompen om een realistische delta T te kunnen meten. Dus enerzijds, pompen om te weten. Anderzijds, in sommige omstandigheden beter niet pompen. Schakelen die op regelmatige tijdstippen in? Hoe dikwijls? Of werkt het nog anders?"
-> de inhoud van het ZP is zo gering dat je dit door de zon laat opwarmen. Bij mij draait de pomp om de 5/10 minuten voor 1 minuut en wordt de temp gemeten juist voor de WW. Indien deze temp 5°C hoger is dan temp die uit het voorraadvat komt ( lage tempvat laagste temp, VLl) dan gaat de secundaire pomp draaien. Eerst op de verwarming om de temp te bepalen na de WW en indien deze hoger wordt dan de VLl temp dan op het vat.
Indien de instraling lager wordt dan vallen de temp's onder de drempels en dan schakelt alles af in omgekeerde volgorde.
Indien de temp hoger wordt dan het hoogste temp van het hogere tempvat (VHh)dan wordt daarin de warmte geloosd. VL staat in serie met VH.
Marc
Met vacuumcollectoren kun je wel 90 graden opwarmen in winter
En meten die je volgens mij niet door om de 10 minuten de pomp te laten lopen maar simpelweg onderin en bovenin het vat meten en in de laatste collector. Als de laatste collector warmer is dan de temp.in het vat (bijv.bovenin) dan ga je pompen en zodra hij er onder komt stop je met pompen. Niks geen verliezen, zo is t in ieder geval bij mij.
Mg Arnold
Zonder in detail in te gaan op alles wat hierboven staat kan ik mijn ervaringen geven van mijn ZP op warm water volgens het hopelijk gekende LEEGLOOP systeem (is en blijft MIJN voorkeurs systeem, omdat ik het zelf heb zeker ?). Dit is echter een gewone boiler en zeker GEEN seizoensoplag vat.
Mijn pomp gaat enkel draaien indien er een voldoende temperatuursverschil is tussen de boiler water temperatuur en de temperatuur van het PANEEL. In beide zit een gewone PTC (of is het NTC ?) gekoppeld op een klein printje.
Themperatuursverschil voldoende ==> Pomp draaien.
Themperatuursverschil NIET voldoende ==> Pomp valt stil en het leegloopsysteem doet zijn werking, alle water loopt uit het paneel.
Is de themperatuur aan zijn maximum (90 graden) dan stopt ook alles.
Meer is daar niet over te zeggen.
Veilig voor ZOMER en WINTER, geen TE GROOT vat, en altijd operationeel. Nooit enige toevoeging van producten (antivries) aan de interne kring want die is reeds 8 jaar gevuld met gewoon water (nu DOOD water in een GESLOTEN kring) ZONDER omkijken ernaar.
In de WINTER bij vriesweer maar 'MET' echte ZON (blauwe lucht) haal ik gemakkelijk een temperatuur van 30 tot 40 graden. Mijn naverwarming moet dan maar een "beetje" bijstoken.
Wil je dit in het GROOT toepassen met een enorm vat, dan blijft dit eigenlijk gelijkaardig. Doch dit vraagt iets meer ... planning denk ik en hier kan ik niets over zeggen.
Ik heb een oud stoomgemaal gekocht met nog 2 oude stoomketels van zo'n 10m3 per stuk. Ik ben het pand aan het restaureren en wil in het hele pand vloerverwarming aanleggen welke van warmte wordt voorzien door een warmtepomp.
Ik zoek nog een manier om de stoomketels optimaal te kunnen benutten. Voorlopig denk ik er aan om vloerverwarming in de stoomketel te leggen om tijdens warmere winterdagen een voorraad warm water te kunnen aanleggen. Hierdoor kan ik de warmtepomp kleiner uitvoeren en een hoger rendement te halen.
Ook denk ik er over om een houtgestookte kachel aan te sluiten op de stoomketels, maar op deze manier heb ik er niets aan voor de rest van m'n pand.
Hebben jullie ideeen? (zonnepanelen kan ik niet plaatsen vanwege het monumentale karakter van het pand).
http://www.bblv.be/agora/view.php?bn=bbl_lag&key=1217192450&first=&last=
graag commentaar!
http://www.bblv.be/agora/view.php?bn=bbl_lag&key=1217192450&first=&last=
Wie kan me helpen?
@ michel:
Dit komt voor mij een beetje opdringerig over...
@ Bertvdg (en iedereen)
aan het begin van deze draad werd gefilosofeerd over wat de grootte van een buffervat voor seizoesbuffer. Hierbij werd gedacht aan 20m3, maar om dit aan te leggen is veelal niet rendabel. Ik heb 20m3 aan buffervaten liggen (oude stoomketels), en mijn draad sluit op deze dus perfect aan, maar helaas gaat niemand hierop in.
Ik heb een verzoek gedaan om meer reactie te krijgen. Omdat ik ook een eigen draad ben begonnen, heb ik die link ook geplaatst. Twee keer is echter "over-done".
Excuses hiervoor!
TiSUN heeft in München een thermische zonne-installatie gerealiseerd voor meer dan 300 woningen. Totale paneeloppervlakte: bijna 3000m², buffervolume: 5,7 miljoen liter (met stratificatie!).
Dus, komt overeen met 10m² paneel en 20m³buffer/woning.
Er is nog een backup-verwarming van 1,25kWh/woning.
Ik probeer een bijlage te uploaden, maar die is met 3MB te zwaar blijkbaar. Via deze link vind je ook al wat informatie:
http://www.muenchen.de/Rathaus/rgu/wohnen_bauen/energie/best_practice/209577/index.html
de opslag van zonneelectriciteit is bijna een feit,
misschien dan toch maar electrisch verwarmen in de winter ?
http://www.tijd.be/nieuws/wijde_wereld/MIT_forceert_doorbraak_in_zonne-energie.7894151-603.art
Voor alle denkers en rekenaars,
Als je nu zou werken met 2 buffers, één "kleine" buffer, 2000 liter of zo, met een goede gelaagdheid waardoor je elk moment van 't jaar en vooral in de winter de opbrengst van de collectoren kunt benutten, en daarnaast een grote seizoensbuffer, waar je in de zomer alle overschot inpropt om er in de winter terug uit te halen ? Gelaagdheid wordt dan in het seizoensvat misschien minder belangrijk, dus elke relatief goedkope betonnen kuip kan dan voldoen ?
Of een gemetste kuip in de kelder ?
30000 liter water over een deltaT van 60° geeft ongeveer 2000KWh (voldoende voor Gommer ?)
Gommer, hoe dik denk je dat buffervat te isoleren om de verliezen binnen de perken te houden ?
@patrick
"30000 liter water over een deltaT van 60° geeft ongeveer 2000KWh"
Inderdaad als je het water kan afkoelen tot 0°C en je geen rekening zou houden met de eigen afkoeling.
Indien je echter minimum 35° nodig hebt is er slechts 25°stockering. Let wel éénmaal je onder de 35° aanvoer duikt dan moet het volume rond te pompen water groter worden en dit kan meestal niet meer omdat je pomp en de diameter van de leidingen daar een beperkende factor in zijn.
Ik verduidelijk even met een beperkt voorbeeld (er komt meer bij kijken).
Je wenst je huis te warmen op een weekenddag waar iedereen thuis is. Stel dat je slechts behoefte hebt aan 15 uur verwarming. Je buffer staat op 35° dan zal je in 2 dagen ongeveer de waterinhoud van de buffer (20m3 650l/min) hebben rondgepompt. De buffer zal op zijn minst 0,3° (10W/m2 à 340m2) zijn gedaald (excl eigen verlies) en daarvoor gebruik je 80W*30hr = 2,4KWh.
Elke 6 dagen gaat de buffer 1° achteruit. De delta T tussen de woonruimtes die al op 22° staan en de watertemp wordt steeds kleiner zodat je meer water per uur moet rondpompen om een gelijke overdracht van warmte te hebben.
Om dit fenomeen te vermijden werdt geexperimenteerd met zoutoplossingen die kunnen overgaan van vaste naar vloeibare toestand (hebben veel meer energie beschikbaar) echter deze toestandsverandering heeft naast een aantal andere nadelen het grote nadeel dat steeds meer kristallen afhaken van dit proces en dat na een aantal keer (350?) het systeem faalt.
Waar wel rekening mee gehouden kan worden (als positief einde) is als men met vloerverwarming werkt en de vloer (meer beton) supplementair gebruikt als buffer men dit kan gebruiken supplementair bovenop het buffervat.
Marc ik bedoelde deltaT van 60° met afkoelen van 95 naar 35°.
Maar ik ben het volledig met je eens dat het niet simpel is, en dat je er zelfs veel rekenen er nog niet komt.
@Patrick,
ik neem aan dat je niet het ZP water wenst rond te pompen in de buffer, dus zal er een WW zijn en heb je een primair en secundair circuit wat het energieverbuik van de pompen verdubbelt.
Tevens gaat de aanvoertemp van het ZP 5° hoger moeten zijn dan deze van de aanvoer van de buffer (dus 95°).
Een buffer à 90° met een delta T van 60 zal wel met een beperkte keuze aan materialen zijn, ik vermoed dat beton hier niet zal aan voldoen.
Hoe ga je de betonnen kuip gaan isoleren, binnenkant, buitenkant en met welk materiaal? Immers de vloerisolatieplaat moet 30 ton kunnen dragen.
Over deze opslagmethode werd in de jaren 80 reeds veel nagedacht maar dan zag men niet meteen een oplossing voor de genoemde problemen en dacht men aan een grote kelder met veel betonblokken (of andere) die de warmte uit de lucht konden opnemen. Men maakte toen geen gebruik van een waterZP maar van een luchtZP. Ook het lokaal werd d.m.v. lucht verwarmd. Het werd evenmin een succes als dit van water.
De verliezen zijn niet te onderschatten. Het enige wat enigsinds soelaas zou kunnen brengen is een onderkeldering van de living/keuken waar je dan geisoleerde boilers zou kunnen zetten. Ik spreek in meervoud, zo kunnen ze verdeeld worden op het oppervlakte, zijn ze kleiner per stuk en kan je die temp gebruiken die op dat ogenblik noodzakelijk is, dan hoef je niet perse de hoogste temp aan te spreken indien je wenst te verwarmen, maar enkel deze die juist boven de warmtevraag zit.
Ik denk dat er eerst een serieuze verliesberekening van een haalbaar installeerbaar geisoleerd buffervat van nader moet bekeken worden. Stel op zijn max.-temp zonder bijwarming hoe evolueert de temp ifv de tijd. Daarna kan gekeken worden hoe deze verliezen te neutraliseren (ZP oppervlakte hiervoor nodig) pas daarna kan gekeken worden hoeveel ZP oppervlakte er nodig is voor de gebouwverliezen.
Hetgeen hier misschien over het hoofd wordt gezien (wat dan mijn minder leuke ervaring kan verklaren) is dat het rendement van het ZP in de winter bijlange niet datgene is van in de zomer, ook al heb ik oa mijn ZP op 50° gezet.
In de winter dient er een delta te zijn van op zijn minst 40° (-5° naar 35°) met beperkte instraling vooraleer er een captatie is van energie. In de zomer is eenzelfde delta maar dan van 20°->60° een fluitje van een cent door de grotere instraling en de vele uren na elkaar zon. In de winter mag je al tevreden zijn met 4u waarin je al iets kan capteren.
In de winter met een zonnevolger ?
Op 21 december staat de zon slechts op 17°
Op 21 juni op 63°
Op 21 maart en 21 september op 40°
(ongeveer)
De panelen zouden dus voor winterrendement veel steiler moeten staan (73° op 21/12), maar voor in de zomer de buffer vol te krijgen weer minder steil.
Alternatieve (fysico-chemische) oplossingen voor thermische opslag lijken mij niet direct geschikt voor toepassing bij individuele woningen en ik zie ook nogal veel problemen om enkele 10000L water maandenlang op temperatuur te houden, . Met de hoeveelheid isolatie die daarvoor nodig is bouw je misschien wel het ultieme passiefhuis ?
Misschien beter inzetten op wintermaximalisatie in plaats van zomeropslag ?
Vaccuumbuizen op een zonnevolger (of toch minstens invalshoek verstelbaar), eventueel nog spiegels eronder, en vooral: veeeeeeel ?
Maar dan gaan we off-topic...
trouwens Marc (Bruneel), mijn petje af voor uw experiment ! spijtig van het resultaat
Ik heb 2 voormalige stoomketels van 11m3 die wil verwarmen door middel van m'n warmtepomp en eventueel een houtkachel als bijverwarming. Ik heb inmiddels in de stoomketels de resterende vloerverwarming gelegd, en na het installeren van de warmtepomp hoop ik hiermee in de winter het water in de stoomketels op zo'n 35 graden te brengen. Als dit te weinig blijkt voor een winter dan wil ik de temperatuur nog wat verhogen met een houtgestookte kachel.
Heeft iemand nog suggesties?
Na een lange pauze heb ik dit verhaal weer eens opgerakeld.
Ik had het al lang opgegeven om dit vraagstuk uit te rekenen op basis van dagelijkse zonneschijn, rekening houdend met de watertemperatuur op elk moment om te beoordelen of het buffer al dan niet kan bijgeladen worden. Dat is onbegonnen werk en er zijn teveel onbekenden (voor mij altans).
Recentelijk begon ik dit terug te overwegen. Ik heb dit maal bruut geweld gebruikt: eenvoudig uirekenen hoeveel energie nodig is op een gans jaar en ervan uitgaan dat deze er allemaal moet ingestopt worden tijdens de zomermaanden. Hierbij ging ik er eerst van uit om het met een blok beton te doen (grofweg de halve warmtecapaciteit voor gelijk volume als water), maar achteraf bleek het beter te zijn om met een groot geïsoleerd gegoten betonnen zwembad te werken.
Dit zijn de uitgangspunten:
gegeven:
berekeningsmethode: bereken de totale energieinhoud van het buffer (water + beton) in functie van de grootte van de kubus en het teperatuurverschil tussen vol en leeg. Vervolgens op basis van het energieoverschot (totale capaciteit versus benodigde capaciteit) berekenen hoe groot het warmteverlies mag zijn tijdens de 7 maanden afkoelingsperiode. Als dit bekend is, hiermee de dikte van de isolatieschil berekenen.
Op het einde heb ik dan 2 onbekenden ingevuld: de grootte van de buffer en de dikte van de isolatieschil. Op basis van prijzen per m³ voor beton en isolatie kan ik dan in excel een optimalisatie laten berekenen voor minimale prijs.
Het resultaat kan gevonden worden in bijgevoegde excel sheet, ik ga nog eens probleren om hem hierbij te hangen. Wie interesse heeft kan er eens naar kijken. De prijs is nog te hoog om realistisch te zijn (€37000, zonder zonnepanelen, graafwerken, werkuren). Maar deze prijs is niet zó hoog, dat het kompleet surrealistisch is. Als ik op de één of andere manier de prijs nog kan halveren, door een berekenigsfout, gunstigere werkelijkheid dan deze brute rekenmethode, dan wordt het wél realistisch. Ik ben volgens mij niet zo heel ver weg van een haalbare oplossing. Maar zoals gezegd, niet aan deze prijs.
Wederom is alle commentaar welkom.
Mvg, Marc
grommer,
Uw prijs van de beton en isolatie, is deze geleverd en geplaatst door aannemer veronderstel ik?
Beton wel, isolatie niet. Dit zijn ruwe schattingen, niet op basis van offertes.
Ik heb een prijs voor beton, enkel geleverd van om en bij de 70€/m³ (wel offerte) en levering van XPS van 100€/m³. Voor dergelijke grote hoeveelheden kan die prijs overigens nog wel lager denk ik. Beton is overigens prijs zonder wapening, wat wel nodig zal zijn vermoed ik. Als je dan nog rekening houdt met plaatsing door aannemer, lijken jouw schattingen mij niet heel onrealistisch te zijn...
mvg, Toon
Gommer,
Voor de productie van 1m³ XPS is volgens het Umweltinstituut in München tussen 570 en 1180 Kwh primaire energie nodig.
Jij zou 138 m³ hiervan gebruiken.
Daar komt nog de primaire energie van het gewapend beton bij ... en van de totale zonneïnstallatie .. de pompenergie om te laden en te ontladen... enz
En dat allemaal om jaarlijks ongeveer een paar 1000 Kwh uit te sparen (via warmtepomp nog minder)
Try harder zou ik zeggen :-)
Dirk
Als XPS aan €100/m³ kan is dat wel een interessant gegeven. Vermoedelijk is dat niet de drukvaste versie, dus alleen mogelijk voor 5/6 van het volume (niet de onderkant dus). Plaatsing doe ik zelf (van de isolatie).
Die €70/m³ voor beton zag ik ook al ergens, dat is funderingsbeton, niet waterdicht, niet getrild en niet gewapend. Een hele andere kwaliteit als wat hier nodig is dus.
Bedankt voor de tip.
Beste Gommer
zou een oplossing met een water zak ipv een beton vat niet stukken goedkoper zijn?
eddy
ps Ik heb de berekening ooit eens gemaakt voor chemische opslag mgso4(h2o)7 <> mgso4 +h2o7 en toen kwam ik voor 10 Mj toe met een kleine 5 m³ ( en deze moest niet geïsoleerd worden!). Op de site www. ecn.nl staan er bergen info over deze oplossing.
ps Misschien ook eens optimalisatie doen : Wat gebeurt er als je de tank 1% minder groot maakt, en de "beton besparing" gebruikt om de tank extra te isoleren? En wat gebeurt er als je het omgekeerde doet?
ps Wat gebeurt er als je 1 m³ isolatie weg neemt van de tank isolatie en deze aan de woning toe voegt?
@Dirk: Try harder zou ik zeggen :-)
Ik ben akkoord dat je de volledige energiebalans moet beschouwen. Maar:
Momenteel is de kostprijs onrendabel hoog, wat voornamelijk komt door de hoeveelheid isolatie. Eens dat in de buurt komt (als het kan) van realistische waarden, spreken we al over heel wat minder isolatie. Verder ga je een beetje kort door de bocht vindt ik. Met 1000kWh per jaar besparing komen we er niet, denk ik. De totale jaarlijks benodigde energie is ongeveer een 6MWh per jaar (verwarming + SWW). Stel dat we dat met een overgedimensioneerd zonneboilersysteem met verwarmingsondersteuning voor 70% kunnen dekken, dan blijft er nog altijd 1800 kWh over. Dat zal in ons geval elektrisch bijverwarmd worden, want ik wil geen 2 systemen installeren. 1800kWh elektrisch geeft primair 5,4MWh per jaar. Met wat minder XPS komt het primair energieverbruik volgens jou cijfers op ongeveer 75MWh. Energetische balans is dan na 14 jaar bereikt. Op de levensduur van een huis is dat zeker niet slecht. Bovendien sta ik open voor alternatieven, maar ondergronds zijn er weinig. Cellenglas is belachelijk duur en de lambda is dan nog eens een pak slechter.
@Eddy:
De optimalisatie doet excel al voor mij. Grootte van de buffer en benodigde isolatie worden aangepast om kostprijs te minimaliseren. Isolatie naar het huis overhevelen is weinig zinvol, want je zit dan met dikkere muren, groter huis voor zelfde bewoonbare oppervalkte en de kostprijs om bovengronds af te werken is vele malen hoger dan dit ondergronds zwembad. Die chemische opslag ga ik eens bekijken. Is dat een 100% reversibel proces?