Zonneboilers
door Thecla Graas
Zonneboilers
Kort gezegd, een zonneboiler is een installatie die water verwarmt met behulp van de zon.
Dat warme water wordt vervolgens gebruikt voor de warmwaterkranen, voor de douche, het bad en/of verwarming.
Nederland staat niet bekend als een zonnig land maar toch is het mogelijk om een aanzienlijke hoeveelheid energie te besparen met behulp van de zon.
Afhankelijk van het warmwatergebruik en verwarmingssysteem in uw huishouden, de grootte van het zonneboilersysteem kunt u op jaarbasis tot 60% besparen op het gasverbruik voor het warmwater !
Tevens vindt er minder uitstoot van schadelijke stoffen plaats, zoals het broeikasgas CO2.
Door minder gebruik te maken van aardgas en elektriciteit voor het verwarmen van water wordt het milieu gespaard, maar ook is de besparing terug te vinden op de energierekening.
Werking zonneboiler
Een zonneboiler verwarmt water net zoals een gewone warmwaterboiler.
Het verschil is, dat het water door de zon wordt verwarmd en niet door een cv -ketel of een elektrisch element. De zonnewarmte wordt opgevangen met een collector; een zwarte plaat of vacuümbuis, met een speciale coating, aan de onderkant geïsoleerd en van boven afgedekt met speciaal glas. De collector ziet eruit als een groot dakraam en wordt meestal op het dak gemonteerd.
Binnen in de woning staat een voorraadvat (de boiler) opgesteld en aangesloten op de waterleiding. De collector en het voorraadvat zijn met elkaar verbonden door geïsoleerde leidingen of slangen waarin een warmteoverdrachtsvloeistof circuleert (warmte met glycol).
Dit circuit zorgt er voor dat de warmte wordt overgedragen aan het leidingwater en het voorraadvat. Als er voldoende warmte is, kan het water in het voorraadvat net zo heet worden, zo niet heter, dan in een gewone warmwaterboiler. Op jaarbasis kan men 60% aan energiekosten besparen op warm water…
Is het water te koud, dan brengt de naverwarmer, bijv. de geiser, de cv-ketel of een warmtepomp het op de gewenste temperatuur. Via sensoren wordt de temperatuur van het water in het voorraadvat en op de collector gemeten. Als de collector warmer is dan het water in het voorraadvat, start de pomp en circuleert het water. Mocht de temperatuur van de collector te hoog (oververhitting) of te laag (bevriezing) worden, dan stopt de pomp en loopt de collector leeg in een leegloopvat.
Voor huishoudens zijn de volgende vier typen zonneboilers beschikbaar.
Welke typen zonneboilers zijn er ?
1. Standaard zonneboiler
De standaard zonneboiler wordt alleen gebruikt voor het verwarmen van tapwater (zoals kraanwater). Een standaard zonneboiler bestaat uit een collector met een oppervlakte van meestal 2,5 tot 4,5 m2 en een los voorraadvat van 80 tot 150 liter. De collectorvloeistof wordt rondgepompt in een gesloten circuit die zijn warmte in het voorraadvat via een warmtewisselaar aan het leidingwater afgeeft.
Een standaard zonneboiler heeft een naverwarmer nodig. Dit kan zijn: een combiketel, een cv-ketel of een modulerende badgeiser. Een standaard zonneboiler heeft altijd een los voorraadvat. Sommige merken werken met een rond vat (Ø circa 55 cm, hoogte 100 - 150 cm) dat op de vloer wordt neergezet. Andere merken hebben een wandconstructie, waardoor het vat naast of boven de combiketel kan worden opgehangen. Ook zijn standaard zonneboilers verkrijgbaar als thermosifon-systeem.
Thermosifon-systeem
Een ander voorbeeld van een standaard zonneboiler is het thermosifon-systeem. Hierbij wordt een liggend vat (Ø circa 50 cm, breedte 130 cm) op zolder onder het dak opgehangen. Door het vat hoger te plaatsen dan de collector, stroomt het warme collectorwater vanzelf naar het vat, zonder hulp van een pomp (dit proces heet thermosifon).
2. Compacte zonneboiler
Een compacte zonneboiler is een zonneboiler waarbij het leidingwater direct in een goed geïsoleerde collector wordt verwarmd en opgeslagen. Er is dus geen apart voorraadvat nodig. De watervoorraad bedraagt 70 tot 170 liter. Evenals de standaard boiler, loopt het opgewarmde water uit het collectorvat via een naverwarmer naar de kraan. Bij een compacte zonneboiler komt alleen een collector op het dak. Omdat de watervoorraad in de collector zit, is deze hoger en zwaarder dan de collector van een standaard zonneboiler. Ook de compacte zonneboiler wordt alleen gebruikt voor het verwarmen van tapwater.
3. CV-zonneboiler
Een cv-zonneboiler is een standaard zonneboiler met een extra warmtewisselaar in het voorraadvat. Het vat heeft een inhoud van ongeveer 100 tot 240 liter. De extra warmtewisselaar is aangesloten op de cv-ketel. Er is dus geen aparte naverwarmer nodig. Omdat direct uit het voorraadvat wordt getapt, is er een forse straal warm water en geen temperatuurval bij gelijktijdig tappen. Met andere woorden: zolang er voldoende warm water in de boiler aanwezig is, kan er tegelijkertijd worden gedoucht en afgewassen.
Een cv-zonneboiler werkt in principe op elke cv-ketel. Een variant op dit systeem is een warmtepompboiler of een elektrische zonneboiler, waarin het leidingwater in het voorraadvat wordt bijverwarmd door een warmtepomp of een elektrisch element. Er is dan geen cv-ketel nodig. De warmte van de zon wordt bij de cv-zonneboiler niet gebruikt voor de centrale verwarming. Een cv-zonneboiler heeft, net als een standaard zonneboiler, altijd een los voorraadvat (Ø circa 50 - 65 cm, hoogte 140 - 160 cm).
Er zijn ook kleinere wandmodellen.
4. Zonneboilercombi
Een zonneboilercombi is een grote zonneboiler, waarin voorraadvat en cv-brander geïntegreerd zijn. Dit systeem geeft net als de cv-zonneboiler een forse straal warm water. De warmte in het vat wordt gebruikt voor tapwaterverwarming èn voor centrale verwarming, uiteraard in gescheiden circuits. Een zonneboilercombi is dus een warmwater-toestel en cv-ketel in één. Een zonneboilercombi komt in de plaats van een cv-ketel en eventuele geisers.
De zonneboilercombi is door zijn grote watervoorraad (circa 250 liter) in afmeting vergelijkbaar met een flinke boiler (Ø circa 65 cm, hoogte 160 cm).
Voorwaarden voor installatie
De energieopbrengst
De energie-opbrengst is naast de grootte van het collectoroppervlak ook afhankelijk van de hellingshoek en oriëntatie van het dak. Een collector gericht op het zuiden met een hellingshoek tussen de 20 en 60 graden geeft een optimale opbrengst.
Voorzieningen
Op de plek waar de zonneboiler wordt geplaatst, moet een aantal voorzieningen aanwezig zijn of aangesloten worden. Natuurlijk dient er een aansluiting te zijn op het koude en warme waterleidingnet voor het tapwater in huis. Voor het thermosifonsysteem en de compacte zonneboiler dient tevens een aansluiting op het riool aanwezig te zijn. Verder moet er een wandcontactdoos zijn voor de elektrische aansluiting van het pompje en eventueel het elektrisch naverwarmingselement van de zonneboiler. Als een zonneboiler -combi wordt gebruikt, moeten ook aansluitingen op het gas en het waterleidingnet voor cv- water aanwezig zijn.
Deze voorzieningen zijn meestal al aanwezig wanneer op dezelfde plaats een cv-ketel of combiketel zit of gezeten heeft.
Collector
Collectoren zijn in allerlei soorten en maten verkrijgbaar. Standaard zijn alle collectoren vierkant of rechthoekig. De meeste typen collectoren hebben een aluminium frame, dat ook op een plat dak kan worden gemonteerd. Voor een eengezinswoning kan, vooral afhankelijk van het warmwatergebruik, het collectoroppervlak uiteenlopen van 1,8 m2 (voor eenpersoonshuishouden) tot zo’n 5,6 m2. De standaard oppervlakte voor collectoren voor eengezinswoningen bedraagt 2,8 m2. De energieopbrengst is naast de grootte van het collectoroppervlak ook afhankelijk van de hellingshoek en oriëntatie van het dak. Een collector gericht op het zuiden met een hellingshoek tussen de 20 en 60 graden geeft een optimale opbrengst.
Eigenschappen van boilers
Een voorraadvat dat het water op temperatuur houdt, overbrugt het tijdsverschil tussen beschikbare zonne-energie en het gebruik van warm water. Deze vaten zijn afgestemd op het type en de grootte van de zonnecollector. De gemiddelde diameter en hoogte zijn respectievelijk 60 cm en 150 cm. De watervoorraad van een boiler varieert van 60 tot 250 liter. Voor het aanschaffen van een zonneboiler moet u dan ook rekening houden met de benodigde ruimte voor de boiler. Tevens moet er ruimte zijn voor een eventuele naverwarmer.
Bij een middelgroot huis zal de benodigde ruimte van de boiler niet zoveel problemen opleveren. Bij een compacte zonneboiler is uiteraard geen extra ruimte nodig.
Keurmerk
De energieopbrengst van een zonneboiler verschilt per type en wordt door TNO gemeten. De door TNO geteste zonneboiler krijgt een testrapport dat onder meer de daarin vermelde energieopbrengst garandeert.
De energieopbrengst uit dit testrapport is ook van belang voor het aanvragen van subsidies en de hoogte ervan.
Tevens bestaat er een keurmerk voor de naverwarmer van een zonneboiler.
Als het toestel aan specifieke eisen voor het naverwarmen voldoet dan krijgt het naverwarmingstoestel het ‘Gaskeur NZ-label’ (Naverwarming Zonneboilers).
Hier een Youtube-filmpje over en een demonstratie van heatpipes.