Home » Zonne-boilers

1 Zonne-energie en zonneboilers

1.1 Inleiding

De zonneboilers staan weer in de belangstelling in de woningbouw en kleine utiliteitsbouw. Bij de installatie, beheer en ontwerp van duurzame technieken, zoals zonneboilers, zijn er twee belangrijke aspecten:

  • vakkennis
    • kennis van producten, installatie- en ontwerpeisen
  • commercieel bewustzijn
    • vertalen van technische specificaties naar klantvoordelen.

Om begrip te krijgen van de mogelijkheden van zonne-energie volgt hier eerst enige achtergrondinformatie.

1.2 Zonne-energie

Ondanks de enorme afstand zendt de zon grote hoeveelheden energie via zonnestraling naar de aarde. Deze energie wordt gebruikt om de aarde op temperatuur te houden, planten en bomen te laten groeien en de cyclus van het weer op gang te houden. Juist boven de aardse atmosfeer bedraagt de zonnestraling gemiddeld 1350 W/m2. Door reflectie en absorptie in de dampkring bereikt slechts een deel van deze zonnestraling het aardoppervlak. In Nederland, ontvangen we ongeveer 3,6 GJ/m2 (1000 kWh/m2) aan zonne-energie per jaar. Een Nederlandse woning heeft ongeveer 30 GJ aan warmte per jaar nodig. Het licht van de zon valt vanuit alle richtingen aan de hemelkoepel op het aardoppervlak. De meeste zonnestraling komt echter uit de richting van de zon. Het aanzicht van de zon draait in een halve cirkel aan de zuidelijke hemelkoepel van oost naar west. Dit betekent dat objecten die naar het zuiden kijken het meest profiteren van de zonnestraling. Objecten die op het noorden zijn gericht, zullen het minst profiteren van de zonnestraling (zie afbeelding 1).

afb 1
afb.1

Objecten die beschaduwd worden door omliggende gebouwen, hoge bomen of dakkapellen zullen ook minder van de zonnestraling profiteren (zie afbeelding 2 en 3).

afb 2afb 3
afb.2                                                                         afb.3

In Nederland wordt zonne-energie gebruikt in technieken voor:

  • het opwekken van elektriciteit (= photo- voltaische omzetting pv) Deze techniek wordt voornamelijk gebruikt wanneer geen elektriciteitsaansluiting beschikbaar is. Voorbeelden hiervan zijn lichtboeien in waterwegen, pleziervaartuigen, caravans en tuinhuisjes, maar ook in kleine apparatuur zoals calculators. Inmiddels zijn ook enkele (proef)projecten gerealiseerd met foto- voltaische panelen in woningen.
  • verwarmingsdoeleinden (= thermische omzetting)Deze techniek wordt gebruikt voor veel verschillende toepassingen, waaronder de zonneboiler voor tapwaterverwarming. Andere voorbeelden zijn woningverwarming, zwembadwaterverwarming, industriële processen en droging van agrarische producten.

Zonne-energie kan in Nederland een belangrijke bron van energie gaan vormen. In de afgelopen jaren is aangetoond dat de industrie goede en betrouwbare zonne-energie-installaties kan bouwen. Zonne-energie is duurzaam, omdat de zon elke dag weer opkomt en niet zoals olie en gas eens opraakt. De bekendheid met en de belangstelling voor zonne-energie is in Nederland goed ontwikkeld. Toch is zonne-energie nog geen gemeengoed geworden. Het voornaamste obstakel is nog steeds de aanschafprijs. De aanschafkosten voor zonne-energiesystemen zijn de afgelopen jaren wel gedaald en zullen naar verwachting nog verder dalen. Door voortgaande ontwikkelingen bij fabrikanten en onderzoeksinstellingen zijn de kansen hierop goed. De zonne-energie zal op termijn ook meer waard worden. Op dit moment zijn de energieprijzen (gas en elektriciteit) laag. Wanneer in de toekomst de energieprijzen stijgen, wordt het ook lonender om een apparaat aan te schaffen dat op zonne-energie werkt.

 

2 Zonneboilerconcepten, werkingsprincipes en randvoorwaarden

2.1 Het warmtapwatersysteem met een zonneboiler

Een zonneboiler is bedoeld voor het verwarmen van koud leidingwater met zonne-energie ten behoeve van de warmtapwatervoorziening. In afbeelding 4 wordt de werking schematisch toegelicht. De zonneboiler bestaat voornamelijk uit een zon-opvangend deel, de zonnecollector, en een warmteopslagdeel, de boiler. Zonneboilers kunnen op drie manieren ingedeeld worden.

1) naar werkingsprincipe

  • terugloopsysteem
  • thermosifonsysteem
  • volledig gevuld gepompt systeem

2) naar principe van naverwarming (comfort kwestie)

  • externe naverwarming
  • interne of geintergreerde naverwarming

3) veel gebruikte indeling in publicaties

  • de standaard zonneboiler (terugloop-, thermosifon- en volledig gevuld systeem, met externe naverwarming)
  • de cv-zonneboiler: zonneboiler met geintergreerde naverwarming
  • de zonneboilercombi: toestel voor cv en warmtapwater

Schema zonneboiler

Het zonneboilersysteem bestaat uit de volgende onderdelen:

  1. Collector
  2. Pomp
  3. Terugslagklep
  4. Flowregelaar
  5. Drukmeter
  6. Overstortventiel
  7. Expansievat
  8. Vulkraan collector
  9. TCU-regeling
  10. Sensor collector
  11. Sensor boiler
  12. 110 liter boiler
  13. Automatische ontluchter
  14. Thermostatisch mengventiel
  15. Inlaatcombinatie
  16. combi-ketel

 
afb.4

Zonnecollector

Een zonnecollector vangt zonnestraling op en zet die om in voelbare warmte (zie afbeelding 6). Deze warmte wordt vervolgens in de boiler gebruikt om koud leidingwater te verwarmen. De zonnecollector wordt buiten op de zon gericht opgesteld.

De collector bestaat in hoofdzaak uit een op de zon gerichte zwarte plaat. Deze plaat absorbeert de zonnestraling en stijgt daardoor in temperatuur. De zwarte plaat wordt absorber genoemd. De absorber wordt gekoeld door langsstromend kouder water. De absorber wordt zo goed mogelijk geisoleerd om te voorkomen dat de zonnewarmte weer verloren gaat naar de koudere buitenlucht. Het geheel wordt samengebouwd in een omkasting die ook de draagconstructie vormt. ISSO publicatie nr. 14 beschrijft nauwkeurig de werking van diverse typen zonnecollectoren. Voor de grootst mogelijke opbrengst wordt de zonnecollector op het zuiden gericht onder een hellingshoek van 45 °. Een oriëntatie tussen zuidwest en zuidoost, met een hellingshoek tussen de 30 ° en de 60 °, geeft ook goede resultaten. Beschaduwing door omliggende objecten moet worden voorkomen. Een zonnecollector heeft over het algemeen een oppervlakte van 2,5 tot 4 m2.

Afb 4
afb.5

Boiler

De zonnecollector kent een laag opwarmingsvermogen (tot 4 kW). Bovendien schijnt de zon niet altijd wanneer het warm tapwater wordt gebruikt. De zonnecollector is dan ook aangesloten op een zogenaamd warmte-opslagvat (boiler) met 80 tot 150 liter water. Bij zonnig weer wordt het water in het opslagvat langzaam opgewarmd door de zonnecollectoren.

Zodra een warmwaterkraan wordt geopend, stroomt koud leidingwater het opslagvat in en verwarmd water het opslagvat uit. Het warmte-opslagvat wordt zo goed mogelijk geisoleerd om te voorkomen dat de opgeslagen zonnewarmte verloren gaat naar de koudere omgevingslucht. In sommige uitvoeringen bevat het opslagvat collectorwater en stroomt het leidingwater door een tapspiraal die in dit vat gemonteerd is.

zonneboilersxhema

afb.6

Collectorcircuit

Water circuleert in een leidingcircuit tussen de zonnecollector en het warmte-opslagvat. Deze circulatie wordt tot stand gebracht door de thermische werking in zogenoemde thermosifon-systemen of door een circulatiepomp. In de zonnecollector wordt het water opgewarmd. In het warmte-opslagvat geeft het water zijn warmte weer af. Zo wordt warmte van de collector naar het warmte-opslagvat getransporteerd. Het water in het collectorcircuit voldoet vaak niet aan de kwaliteitseisen voor drinkwater. In dat geval wordt het zonnecollectorwater met een warmtewisselaar gescheiden van het warm tapwater. De warmtewisselaar is in het warmte-opslagvat ingebouwd.

Regelapparatuur en beveiligingen

Voor een optimale werking van de zonneboiler is regel- en beveiligingsapparatuur nodig. Per type zonneboiler zal dit besproken worden.

Warmwatertoestellen

De temperatuur van het water in het warmte-opslagvat wisselt sterk. Afhankelijk van het jaargetijde, het tijdstip van de dag en de afname van het tapwater varieert de temperatuur gewoonlijk tussen de 10 °C en 80 °C. Een groot deel van het jaar wordt het door water naverwarmd met een separaat of geintegreerd warmwatertoestel, zodat de gewenste warmtapwatertemperatuur van minimaal 60 °C wordt bereikt.

Niet alle warmwatertoestellen zijn geschikt voor combinatie met een zonneboiler. Toestellen voorzien van het Gaskeur NV (Gastec: Naverwarming zonne-energie) zijn zonder meer bruikbaar. Toestellen zonder dit gaskeur kunnen alleen gebruikt worden nadat de ketelleverancier hiervoor toestemming heeft gegeven. Het warmwatertoestel wordt in combinatie met een zonneboiler anders gebruikt dan normaal. Dit kan bij ongeschikte toestellen leiden tot schade. Denk hierbij aan bijvoorbeeld de tapdrempel en het feit dat het toestel wordt aangestroomd met voorverwarmd water dat een temperatuur tot boven de 80 °C kan bereiken. Het warmwatertoestel moet in ieder geval aan de volgende functionele voorwaarden voldoen:

  • de levering van warm tapwater op een zo laag mogelijke temperatuur, echter niet lager dan 60 °C. Een lagere taptemperatuur geeft een hogere opbrengst van de zonneboiler. De taptemperatuur wordt niet alleen bepaald door het toestel maar ook door gebruiks- en comforteisen.
  • de levering van warm tapwater op een constante temperatuur bij aanvoer van water met een wisselende temperatuur. De temperatuur van het water uit de zonneboiler is onder meer afhankelijk van het zonaanbod. Het warmwatertoestel moet de warmteafgifte aanpassen aan de temperatuur van het aanvoerwater.
  • het water met een hoog rendement verwarmen. De eerste verdienste, op zowel economisch als energiebesparend gebied, is te vinden in een hoog rendement van het warmwatertoestel. De investering die hiermee gemoeid is, is vaak lager dan de aanschaf van een zonneboiler. Een Hr-ketel verdient de voorkeur. De keuze van het warmwatertoestel is vaak gerelateerd aan de keuze van het toestel voor woningverwarming.

De warmwatertoestellen voor naverwarming van een zonneboiler worden onderscheiden in doorstroom- en voorraadtoestellen. Als energiedragers komen voor: gas, olie en elektriciteit. In afbeelding 11 worden de aansluitmogelijkheden schematisch weergegeven.

Schemazb

afb.7

Combitoestellen

Het toestel wordt aangestroomd met water dat door de zonneboiler is voorverwarmd. Door een thermostatisch geregelde warmteafgifte van deze toestellen wordt aan de tappunten de juiste taptemperatuur bereikt. In toenemende mate worden combiketels toegepast die een kleine voorraadboiler in het toestel hebben zitten. Qua werkingsprincipe komen deze toestellen meestal overeen met de hieronder besproken voorraadtoestellen.

Doorstroomtoestellen (geisers)

Met een thermostatisch modulerend brandervermogen wordt de warmteafgifte zodanig geregeld, dat de gewenste taptemperatuur wordt bereikt. Het modulerend vermogen van het toestel is beperkt tot een minimaal vermogen. Met behulp van een thermostatisch geregelde drieweg-omloopklep wordt het tapwater bij te hoge temperaturen langs de geiser geleid. Uiteraard zijn de niet-modulerende (keuken)geisers niet geschikt. Helaas zijn vrijwel alle geiser op dit moment waterzijdig modulerend en daarom niet geschikt als naverwarmer voor een zonneboiler.

Voorraadtoestellen

Als voorraadtoestellen worden gasboilers, elektrische boilers of indirect verwarmde boilers gebruikt. De verschillende voorraadtoestellen kunnen ook in de zonneboiler zijn ingebouwd. We spreken dan van de CV-zonneboiler of de zonneboiler-combi. Bij alle combinaties geldt dat er zeer hoge temperaturen uit de zonneboiler kunnen komen. Het is daarom altijd raadzaam om te hoge temperaturen naar de tappunten te voorkomen met behulp van een thermostatisch mengventiel. Een alternatief is het plaatsen van thermostatische mengkranen bij de tappunten.

De werkzaamheden voor het monteren van een zonneboiler komen voor een belangrijk deel overeen met de gebruikelijke installatietechniek. Enkele montageaspecten zijn echter zeer specifiek en komen normaal niet voor. Correcte uitvoering van deze werkzaamheden is wel van groot belang voor het goed functioneren van de zonneboiler. Extra aandacht is geboden. In het navolgende wordt ingegaan op deze specifieke aspecten die zich voornamelijk concentreren rondom het collectorcircuit.

Dit collectorcircuit vormt de verbinding tussen de zonnecollector en het warmte-opslagvat. Via dit circuit vindt dus het warmtetransport plaats van collector naar opslagvat. De zonnecollector wordt gekoeld door een vloeistof die erdoor stroomt, welke de warmte vervolgens in het opslagvat weer afgeeft, meestal middels een warmtewisselaar. Het collectorcircuit moet, in tegenstelling tot een gewone warmtapwaterleiding, volledig van leidingisolatie worden voorzien.

Waarom isoleren?

Bij een gemiddeld warmtapwaterverbruik van 110 liter/dag en een debiet van 6 liter/minuut, wordt de warmtapwaterleiding ongeveer 20 minuten per dag doorstroomd. Een collectorcircuit kan per dag 8 uur (480 minuten) lang doorstroomd worden. Een collectorcircuit verliest zo 24 maal langer warmte als een warmtapwatercircuit. Er is berekend dat een zonneboiler met een ongeisoleerd collectorcircuit soms tot wel 25% minder warmte aan het tapwater afgeeft dan met een goed geisoleerd collectorcircuit. De kwaliteit van de leidingisolatie is van grote invloed op de werking van de zonneboiler. Het collectorcircuit kan temperaturen tot 100 °C bereiken. Het isolatiemateriaal moet bestand zijn tegen deze hoge temperaturen.

 

2.2 Werkingsprincipes zonneboilers

Algemeen

In Nederland worden drie verschillende typen collectorcircuit toegepast: het terugloopcircuit, het thermosifon-circuit en het volledig gevulde gepompte systeem. De eerste twee typen wijken sterk af van wat gebruikelijk is in de montagetechniek. De juiste montage is van grote invloed op het langdurig functioneren van de zonneboiler. Werk daarom altijd consequent volgens het installatievoorschrift. Wijk niet af van de voorschriften. Neem altijd eerst contact op het de leverancier wanneer een praktijksituatie afwijkt van het installatievoorschrift en improviseer zelf geen oplossingen.

1 Het terugloopsysteem

De meeste zonneboilers in Nederland zijn uitgerust met een collectorcircuit van het zogenaamde ‘teruglooptype’.
Het terugloopprincipe wordt schematisch in de film hier boven weergegeven. Het circuit bestaat uit een rondgaande leiding met een pomp en een reservoir. Bij uitgeschakelde pomp is een deel van het circuit leeg en bij ingeschakelde pomp is het circuit geheel gevuld zodat circulatie mogelijk is. Gelet op de werking worden beide situaties als volgt bereikt:

1 De pomp is reeds langdurig uit

Het water in het circuit bevindt zich in het reservoir en het onderste deel van het leidingcircuit. Het waterniveau in het leidingcircuit en het reservoir is gelijk (‘wet van de communicerende vaten’). In het niet met water gevulde deel van het circuit bevindt zich lucht.

2 De pomp wordt ingeschakeld

De pomp zuigt water uit het reservoir en stuwt het water in het leidingcircuit. Wanneer het hoogste punt van het circuit lager is dan de opvoerhoogte van de pomp, zal het water over het hoogste punt van het circuit heen ‘getild’ worden en door de retourleiding naar het reservoir vallen. Gedurende dit proces wordt de lucht vooruit geduwd naar het hoogste punt van het circuit. Wanneer het water het neergaande deel van de leiding bereikt, wordt de resterende lucht met de waterstroom meegevoerd naar het reservoir. Na enige tijd ontstaat een situatie waarin het doorstroomde deel van het circuit geheel ontlucht is.

3 De pomp is ingeschakeld en het circuit geheel gevuld

Het circuit is nu geheel gevuld met water en de pomp houdt de circulatie op gang. Daartoe zal door hevelwerking veel minder opvoerhoogte nodig zijn. Daarom schakelen een aantal regelingen de pomp na een bepaalde tijd terug naar een lager vermogen, zodat de pomp minder energie verbruikt.

4 De pomp wordt uitgeschakeld

Wanneer de pomp wordt uitgeschakeld, loopt het water in het circuit door de pomp terug naar het reservoir. Een centrifugaalpomp (cv-pomp) heeft genoeg lek rondom de waaier in het pomphuis om het water door te laten. Lucht wordt vanuit het reservoir toegevoerd om het leeglopen mogelijk te maken. Na enige tijd wordt situatie (1) weer bereikt.

Aandachtspunten

Voor een correcte werking wordt de collector hoger gemonteerd dan het warmte-opslagvat. Het leidingcircuit wordt vanaf het hoogste punt consequent onder afschot gemonteerd. Bij een onjuiste montage bestaat de kans dat delen van het circuit niet leeglopen of opgesloten luchtbellen de circulatie blokkeren.

Het juiste vulniveau in het circuit is zeer belangrijk. Een te laag gevuld circuit bevat te weinig water om volledig te vullen. Hierdoor kan het water niet circuleren. Een te hoog gevuld circuit kan niet voldoende leeglopen.

Praktische werking

De zonnecollector is via het collectorcircuit verbonden met het warmte-opslagvat. Het water in het collectorcircuit wordt door de collectorpomp gecirculeerd. De collectorpomp wordt bij voldoende zonaanbod door de collectorpompregeling ingeschakeld, zodat de warmte van de zonnecollector naar het warmte-opslagvat wordt getransporteerd. In de overige tijd is de collectorpomp uitgeschakeld. Het water doorstroomt de zonnecollector van onder naar boven en het warmte-opslagvat van boven naar onder. Tijdens het tappen wordt het warmte-opslagvat van onder naar boven met het tapwater doorstroomd. Het koude water wordt zodoende opgewarmd tot een temperatuur die afhankelijk is van het weer; bij sterk bewolkt weer wordt het water nauwelijks opgewarmd en tijdens een zeer zomerse dag kunnen temperaturen tot boven 80 °C worden bereikt.

Voornaamste kenmerken:

  • Collectorcircuit gevuld met water
  • Terugloopreservoir lager geplaatst dan zonnecollector
  • Elektriciteitsaansluiting
  • Opslagvat binnendaks
  • Combineren met extern gemonteerde warmwatertoestel

Voornaamste toepassingsgebieden

Eengezinshuishoudens, uitbreiding van een bestaande warmwatervoorziening met een zonneboiler, bij vervanging van een warmwatertoestel, nieuwbouw, renovatie. Tevens is dit het meest verkocht systeem voor grote zonneboilers (grootste installatie voor zover bekend: collectoroppervlak 2400 m² en 100.000 liter opslag!).

Te gebruiken warmwatertoestellen

Combi-ketel*, geiser*, gasboiler, elektrische boiler, indirecte cv-boiler. Ook leverbaar met geintegreerde naverwarming.

Regelingen & beveiligingen

  • De collectorpompregeling is van het zogenaamde T-type. Bovenaan aan de achterzijde van de absorber (in de collectorbak) en in het warmte-opslagvat aan de onderzijde is een temperatuursensor aangebracht. Wanneer bij uitgeschakelde pomp de collector ongeveer 5 tot 10 K warmer is dan de opslag, wordt de pomp ingeschakeld. Het collectorcircuit vult zich en na enkele minuten wordt een normale circulatie bereikt. Gedurende het vulproces moet de pomp een grotere opvoerhoogte leveren dan bij de normale circulatie. Sommige leveranciers gebruiken een pomp die automatisch na het vullen overschakelen op een lager vermogen. Wanneer bij ingeschakelde pomp de collector minder dan 1 tot 2 K warmer wordt dan de opslag, wordt de pomp weer uitgeschakeld. Het collectorcircuit zal nu leeglopen. Dit vormt de scherming tegen het bevriezen van de collector.
  • De beveiliging tegen te hoge temperaturen vormt onderdeel van de collectorpompregeling. Wanneer een hogere temperatuur dan 80 – 85 °C in de opslagvat wordt bereikt, zal de collectorpomp uitschakelen, waardoor het collectorcircuit leegloopt en geen verdere verwarming meer kan plaatsvinden.
  • Het water in het collectorcircuit (geen drinkwaterkwaliteit) wordt door een warmtewisselaar gescheiden van het tapwater. De warmtewisselaar wordt doorstroomd met het water van het collectorcircuit en bevindt zich in of om het warmte-opslagvat. Het warmte-opslagvat is gevuld met tapwater. Hoewel het systeem collector-zijdig drukloos is uitgevoerd, wordt in het collectorcircuit een drukbeveiliging toegepast omdat het een gesloten circuit betreft.
  • De expansie van het water bij opwarming in het terugloop collectorcircuit wordt door de luchtinsluiting in collector en leidingen opgevangen (let op het circuit is gesloten maar bevat geen (automatische) ontluchter).
  • In het drinkwatergedeelte wordt een drukventiel toegepast om de expansie op te vangen (normale inlaatcombinatie)

2 Het thermosifon systeem

Een deel van de zonneboilers in Nederland is uitgerust met een collectorcircuit van het thermosifon-type.

Het thermosifon-principe wordt schematisch weergegeven in de film hier boven. Het circuit bestaat in essentie uit een met een vloeistof gevulde rondgaande leiding, zonder actieve of bewegende onderdelen. De circulatie wordt gedwongen door een natuurlijk proces, gebaseerd op temperatuurverschillen van de vloeistof in het circuit. Warm water is lichter dan koud water: warm water ‘drijft’ op koud water. Wanneer in een rondgaande leiding het onderste deel van de vloeistof wordt verwarmd, zal dit water omhoog bewegen (drijven) en het daarboven gelegen koudere water naar beneden dwingen. Zolang de vloeistof in het onderste deel van het circuit verwarmd wordt, blijft de circulatie bestaan. Wanneer de vloeistof in het bovenste deel wordt verwarmd, ontstaat geen circulatie; het verwarmde water kan immers niet verder omhoog bewegen.

1 Zon schijnt collector treedt in werking

2 Zon gaat onder collector stopt met werken

Aandachtspunten

Voor een correcte werking moet de collector lager geplaatst worden dan het warmte-opslagvat. Wanneer de collector warmer is dan het warmte-opslagvat, zal de circulatie op gang komen (zie film van de vorige pagina).

Het leidingcircuit wordt vanaf het laagste punt consequent onder opschot gemonteerd. Bij onjuiste montage zal de zonneboiler slecht of helemaal niet functioneren. Werk consequent volgens het montagevoorschrift. Let hierbij op de voorgeschreven leidingmiddellijnen, zorg voor zo weinig mogelijk bochten in het circuit en gebruik geen haakse bochten maar gebogen leiding.

Het vullen van de installatie

In film hieronder wordt het vullen van de zonne-installatie met glycol getoond.

voor het omrekenen van Psi naar Bar en van Bar naar KPa wordt gebruik gemaakt van de volgende gegevens.

Psi

Bar

Kpa

14.6

1.00

100

Na het vullen moeten de volgende temperatuurregelingen worden ingesteld T regelaar functies:

  • als T groter dan 8K dan pomp aan
  • als T kleiner dan 2K dan pomp uit als T boiler onder 72 °C dan pomp aan
  • als T boiler boven 80 °C dan pomp uit
  • als T collector onder 127 °C dan pomp aan
  • als T collector boven 130 °C dan pomp uit

Vorstbeveiliging is niet nodig. Bij storing wordt de collectorpomp uitgeschakeld.

Praktische werking

De zonneboiler bestaat uit een zonnecollector en een warmte-opslagvat. De zonnecollector is via het collector-circuit verbonden met het warmte-opslagvat. Wanneer de zonnecollector warmer is dan het warmte-opslagvat, circuleert de vloeistof in het collector-circuit door een natuurlijk proces. Dit proces berust erop dat warm water lichter is dan koud water. Hierdoor zal warm water ‘drijven’ op koud water. Door het warmte-opslagvat hoger te plaatsen dan de zonnecollector ‘drijft’ het warme water uit de zonnecollector naar het warmte-opslagvat. Het water doorstroomt de zonnecollector van onder naar boven en het warmte-opslagvat van boven naar onder.

Tijdens het tappen wordt het warmte-opslagvat van onder naar boven met het tapwater doorstroomd. Het koude water wordt opgewarmd tot een temperatuur die afhankelijk is van het weer; bij sterk bewolkt weer wordt het water nauwelijks opgewarmd en tijdens een zeer zomerse dag kunnen temperaturen tot boven 80 °C worden bereikt.

Dit type zonneboiler wordt gecombineerd met een warmwatertoestel: geiser, boiler of combi-toestel. Het warmwatertoestel wordt aangestroomd met voorverwarmd tapwater uit de zonneboiler en levert warm tapwater aan de tappunten. Het warmwatertoestel zorgt zo nodig voor de naverwarming tapwater tot de gewenste temperatuur.

Voornaamste kenmerken:

  • collector-circuit gevuld met een vorst beschermend mengsel
  • opslagvat hoger plaatsen dan zonnecollector
  • opslagvat meestal binnendaks, maar bij platdak opstelling buitendaks
  • combineren met extern gemonteerd warmwatertoestel.

Voornaamste toepassingsgebieden:

  • een gezinshuishoudens
  • uitbreiding van bestaande of nieuwe warmwatervoorziening met een zonneboiler
  • nieuwbouw
  • renovatie.

Grote systemen worden doorgaans opgebouwd uit meerdere kleine standaard systemen.

Te gebruiken warmwatertoestellen

Combi-ketel*, geiser*, gasboiler, elektrische boiler, indirecte cv-boiler

Regelingen & beveiligingen

  • Met een thermostatisch ventiel, leiding waterzijdig gemonteerd, wordt het warmte-opslagvat beschermd tegen te hoge temperaturen. Bij te hoge temperaturen wordt heet water uit het opslagvat in het riool geloosd. Dit geloosde water wordt weer aangevuld door koud leidingwater, waarmee het opslagvat wordt gekoeld. Indirect beschermt deze regeling ook het collector- circuit tegen te hoge temperaturen
  • Om bevriezing van het collectorwater te voorkomen wordt een vorst beschermend middel aan het water toegevoegd. Aan dit middel worden zeer specifieke eisen gesteld. Naast een afdoende vorstbescherming moet ook rekening gehouden worden met de eisen van de KIWA ten aanzien van de drinkwaterkwaliteit. Het vorst beschermend middel wordt met de zonneboiler meegeleverd en mag zeker niet vervangen worden door een zelfgekozen alternatief.
  • De expansie van het water bij opwarming in het collector- circuit wordt door een expansievat of een luchtinsluiting opgevangen (specifiek voor verschillende fabrikanten).
  • In het leidingwatergedeelte wordt een drukventiel toegepast om de expansie op te vangen (standaard inlaatcombinatie: let op! soms een lagere druk dan 8 bar). Bovenin het collector-circuit wordt een ontluchter gemonteerd

3 Het volledig gevulde systeem

Een variant op beide bovengenoemde systemen vormt de zonneboiler met het volledig gevulde collectorcircuit. Dit systeem komt met name veel voor in het buitenland en via import nu ook op de Nederlandse markt.

Het collectorcircuit is geheel gevuld met een speciale vloeistof die beschermt tegen bevriezen van de collectoren en tevens bestand is tegen hoge temperaturen. De circulatie is geforceerd.

Het principe wordt schematisch weergegeven in afbeelding ??. Het circuit bestaat in essentie uit een met een vloeistof gevulde rondgaande leiding. De circulatie wordt gedwongen door een pomp. De opstelling van de collector t.o.v. het opslagvat is nu vrij. Op het hoogste punt in de installatie moet een ontluchter geplaatst worden.

1 Zon schijnt collector treedt in werking

2 Zon gaat onder collector stopt met werken

Aandachtspunten

Voor een correcte werking moeten de leidingen zodanig gelegd worden dat er geen luchtinsluitingen kunnen plaatsvinden. Het afkoelen in de nacht door ongewenste natuurlijke circulatie moet voorkomen worden door het plaatsen van een keerklep.

Praktische werking

De zonneboiler bestaat uit een zonnecollector, een warmte-opslagvat en een regeling. De zonnecollector is via het collector-circuit verbonden met het warmte-opslagvat. Wanneer de zonnecollector warmer is dan het warmte-opslagvat, zal de pomp aan gaan en circuleert de vloeistof in het collector-circuit. De vloeistof doorstroomt de zonnecollector van onder naar boven en het warmte-opslagvat van boven naar onder. Tijdens het tappen wordt het warmte-opslagvat van onder naar boven met het tapwater doorstroomd. Het koude water wordt opgewarmd tot een temperatuur die afhankelijk is van het weer; bij sterk bewolkt weer wordt het water nauwelijks opgewarmd en tijdens een zeer zomerse dag kunnen temperaturen tot boven 80 °C worden bereikt.

Dit type zonneboiler wordt gecombineerd met een warmwatertoestel: geiser, boiler of combi-toestel. Het warmwatertoestel wordt aangestroomd met voorverwarmd tapwater uit de zonneboiler en levert warm tapwater aan de tappunten. Het warmwatertoestel zorgt zo nodig voor de naverwarming tapwater tot de gewenste temperatuur. Tevens zijn uitvoeringen met een geintegreerde naverwarming op de markt.

Voornaamste kenmerken:

  • collector-circuit gevuld met een speciale vloeistof
  • opslagvat kan vrij t.o.v. de zonnecollector geplaatst worden
  • opslagvat binnendaks
  • combineren met extern gemonteerd warmwatertoestel of geintegreerde naverwarming.

Voornaamste toepassingsgebieden:

  • Eengezinshuishoudens
  • uitbreiding van bestaande of nieuwe warmwatervoorziening met een zonneboiler
  • nieuwbouw
  • renovatie.

Te gebruiken warmwatertoestellen:

Combi-ketel*, geiser*, gasboiler, elektrische boiler, indirecte cv-boiler *toestellen met Gaskeur NV of na toestemming leverancier.

Regelingen & beveiligingen

  • Om bevriezing van het collectorwater te voorkomen heeft de speciale zonneboilervloeistof vorst beschermende eigenschappen. Aan dit middel worden zeer specifieke eisen gesteld. Naast een afdoende vorstbescherming moet ook rekening gehouden worden met de eisen van de IWA ten aanzien van de drinkwaterkwaliteit. De vloeistof wordt met de zonneboiler meegeleverd en mag zeker niet vervangen worden door een zelfgekozen alternatief. Indien de temperatuur in het opslagvat hoog oploopt (90 °C) omdat er veel instraling is en er niet getapt wordt, zal de pomp uitschakelen. De collector zal opwarmen tot boven de 100 °C. De vloeistof is bestand tegen deze hoge temperaturen.
  • De expansie van het water bij opwarming in het collectorcircuit wordt door een expansievat opgevangen.
  • In het leidingwatergedeelte wordt een drukventiel toegepast om de expansie op te vangen (standaard inlaatcombinatie). Op het hoogste punt van het collectorcircuit wordt een ontluchter gemonteerd.
  • Een keerklep gaat ongewenste circulatie, en daarmee afkoeling, door thermosifon werking tegen.

2.3 Aansluiting op het warmwatertoestel: indeling naar type naverwarming

Voor de aansluiting van een warmwatertoestel op een zonneboiler komen twee verschillende situaties voor: de zonneboiler met externe naverwarming en die met interne naverwarming.


afb.8

Zonneboiler met externe naverwarming

Het tapwater wordt door de zonneboiler op een temperatuur gebracht die afhankelijk is van de hoeveelheid zon. Het voorverwarmde water wordt vervolgens naar een warmtapwatertoestel geleid en naverwarmd tot de gewenste warmtapwatertemperatuur. De zonneboiler wordt tussen de koudwateraansluiting en het naverwarmingstoestel gemonteerd.

In tegenstelling tot de normale warmwatervoorziening wordt het warmwatertoestel niet direct aangestroomd met koud water, maar met voorverwarmd water; de zonneboiler bevindt zich immers tussen het koudwaternet en het warmwatertoestel.

Het warmwatertoestel krijgt water aangeboden met een temperatuur tussen 10 en 80 °C. Niet alle warmwatertoestellen zijn hiervoor geschikt. De meest geplaatste combinatie in met name projecten is de zonneboiler met een combi-ketel als naverwarming. Veel toestellen voldoen inmiddels aan de eisen die gesteld worden aan het naverwarmen van zonneboilerwater. We onderscheiden twee typen:

  • Warmwatertoestellen met het doorstroomprincipe die het water direct verwarmen, moeten in staat zijn het brandervermogen aan te passen aan de temperatuur van het water uit de zonneboiler. Dit variabel brandervermogen wordt aangeduid met de term ‘thermostatische modulatie’. Deze toestellen kennen een minimaal brandervermogen (bijv. 30% van het maximale vermogen). Zonder maatregelen zal zo’n toestel bij hoge temperaturen uit de zonneboiler altijd op 30% van het vermogen bijwarmen. Om dit te voorkomen kunnen een paar oplossingen gekozen worden. Deze zijn doorgaans merk en type gebonden.
  • toepassing van een thermostatisch geregelde drieweg-omloopklep rond het warmwatertoestel. Wanneer het water uit de zonneboiler warmer is dan bijvoorbeeld 60 °C, wordt het tapwater om het warmwatertoestel geleid. Bovendien wordt voorkomen dat, bij extreem hoge aanvoertemperaturen, de thermische beveiliging van het toestel (met name geisers) wordt aangesproken, waardoor ondermeer hoofdbrander en waakvlam doven.
  • toepassen van een brandervoorwaarde thermostaat. Deze thermostaat schakelt de brander van het toestel uit als de zonneboiler op de gewenste minimale temperatuur is gekomen. De beschikbare zonneboilers als voorverwarmer kunnen elk van de bovengenoemde werkingsprincipes hebben:
  • terugloopsysteem (ook met geintegreerde naverwarming)
  • thermosifon systeem (eventueel met geintegreerde elektrische naverwarming; ongebruikelijk in Nederland)
  • volledig gevuld systeem (ook met geintegreerde naverwarming)

Zonneboilers met interne naverwarming

De zonneboiler met een geintegreerde naverwarming kenmerkt zich door het feit dat dit type zonneboiler warm tapwater produceert op de gewenste eindtemperatuur. Hiertoe is in de zonneboiler een indirect gestookte cv-boiler, een elektrische boiler of een direct gestookte boiler geintegreerd. Het voordeel van dit toestel is dat er sprake is van een voorraad warm water en dus meer liters warm water per minuut getapt kunnen worden. De cv-boiler en de direct gestookte boiler leveren een hoog warmwatercomfort. Zeker in de particuliere vervangingsmarkt is behoefte aan meer warmwater comfort en dus naar deze typen zonneboilers.

 

3 Wensen van de klant

3.1 Inleiding

De afspraken die gemaakt zijn of de wensen die naar voren zijn gebracht in de eerste fase van het contact, bepalen uw vervolgtraject. Er zijn veel verschillende wensen van klanten mogelijk. In dit leerobject wordt getracht alle feitelijk informatie te geven die nodig zou kunnen zijn om de klant het juiste advies te geven, overeenkomstig de wensen. Voorbeelden van aankoopmotieven zijn:

  • Kostenbesparing
    • Naarmate het rendement toeneemt, groeit ook de kostenbesparing per gebruiksmoment.
  • Imago
    • Het bezit van een zonneboiler draagt bij aan het imago van vooruitstrevend en innovatief, of milieubewust.
  • Status
    • Het bezit van zonnecollectoren op het dak onderscheidt de klant van zijn omgeving.
  • Zekerheid
    • Door het inzetten van een zonneboilersysteem bent u altijd zeker van een grote hoeveelheid warm water.
  • Comfort/gemak
    • Het gevoel om bij ieder watergebruik te weten dat verwarming via de zon gebeurt draagt bij aan een comfortabel persoonlijk gevoel.
  • Nieuwsgierigheid
    • Een nieuw en onderscheidend product maakt mensen vaak nieuwsgierig naar de werking ervan. Vaak in combinatie met de behoefte om te laten zien dat je iets nieuws en innovatiefs gebruikt.

De vrijheden om een collector te plaatsen zijn op een plat dak vaak groter dan op een hellend dak. We gaan hier uit van het hellende dak. Aan het eind zullen we kort ingaan op het platte dak. In principe zijn er drie dingen vast te leggen bij het monteren van een collector in of op een hellend dak.

  1. type collector (lengte en breedte). Een aantal leveranciers hebben meerdere typen collectoren. Bij een gelijk oppervlakkunnen de lengte- en breedtematen verschillen. In principe isde keuze hiervoor al gemaakt door de werkgever; de collector is namelijk al geleverd en moet nu gemonteerd worden.
  2. plaats van de collector in de breedte van het dak (horizontale plaatsbepaling).
  3. plaats van de collector in de hoogte van het dak (verticale plaatsbepaling).

De horizontale positie wordt bepaald door de volgende randvoorwaarden:

  • wensen van de klant met betrekking tot het uiterlijk. Het is mogelijk dat de klant een bepaalde vlakverdeling wil hebben.
  • plaats de collector bij voorkeur zo dicht mogelijk bij het opslagvat. Een kort collectorcircuit heeft minder warmteverliezen, is goedkoper en sneller te monteren.
  • inventariseer de belemmeringen: dakraampje, dakdoorvoer. Als deze obstakels in de weg zitten moet verleggen ervan overwogenworden. Dit moet eigenlijk al besproken zijn met de klant. Bij het vervangen van de ketel zal vaak een nieuwe dakdoorvoer geplaatst worden. Het verleggen daarvan naar de andere kant van de woning is dan vaak niet zo’n probleem.
  • bestaat de wens om in de toekomst nog uit te breiden met een extra collector of eventueel met PV.
  • de situatie in de woning: komen de aansluitingen van de collector niet precies boven een muur of balk uit?

De verticale positie wordt bepaald door de volgende randvoorwaarden:

  • de eerste en belangrijkste eis is het soort zonneboilersysteem. De keuze voor een terugloopsysteem vereist een hoge montage in het dak. Bij een thermosifon-systeem moet de collector juist laag gemonteerd worden. Bij compact zonneboilers en geheel gevulde systemen is er een grotere vrijheid.
  • wederom de wensen van de klant.
  • belemmeringen door dakbalken en knieschotten. Doorgaans zijn er in verticale zin meer belemmeringen dan horizontaal. Het is belangrijk dat aansluitingen en eventueel temperatuurvoelers goed bereikbaar blijven.

De omvang van de zonneboiler zou bepaald moeten worden door het feitelijke tapwaterverbruik. Een dekking van 50% van dit verbruik door de zonneboiler wordt als goede graadmeter gehanteerd. Omdat het vaak moeilijk is om dit verbruik vast te stellen kan tabel 1 op pagina 2 gehanteerd worden als richtlijn. In toenemende mate worden echter de standaardproducten van fabrikanten toegepast, wat veelal de uitvoering is van de zonneboiler die in projecten in de nieuwbouw geplaatst wordt. Dit is een van de grote verschillen tussen toepassing van de zonneboiler in de nieuwbouw (en projectmatige renovatie) en de bestaande individuele bouw. Een grotere collector met bijbehorend opslagvat is in dit marktsegment vaak een rendabelere oplossing als de woning luxer uitgevoerd is en er meer warmwater gebruikt wordt.

tabel-sheet0tabel 1 (bepaling van zonneboilergrootte)

 

3.2 Energieopbrengst en besparing

De zonneboiler wordt ten onrechte beschouwd als een energiebesparende maatregel zoals spouwmuurisolatie of HR-glas. Een zonneboiler bespaart echter geen energie, maar is zelf een energiebron. Er wordt bespaard op fossiele brandstoffen, met name gas, maar er wordt niet minder energie gebruikt. Voor een bepaalde groep kopers heeft dit een belangrijke meerwaarde en vormt het dus een goed verkoopargument. We moeten bedenken dat de populariteit van zonnepanelen (voor elektriciteitsopwekking) deels gebaseerd is op de directe link die mensen leggen met het leveren van energie (stroom) door de panelen. Omdat de subsidieregeling gekoppeld is aan een waarde voor de energieopbrengst van de zonneboiler, zijn vrijwel alle zonneboilers bij TNO getest en is een opbrengstverklaring afgegeven. De energieopbrengst van zonneboilers varieert van 2  á  4 GJ per jaar voor de meest voorkomende typen. Als vuistregel kunnen we ongeveer 1 á 1,3 GJ per m2 collectoroppervlak per jaar aanhouden. Dit is na aftrek van het gebruik van de pomp en regeling. De gasbesparing komt dan neer op circa 200 m3 per jaar.

3.3 Financiën

Helaas spitst de discussie rondom duurzame energie zich vaak toe op het kostenaspect. Meestal wordt dan bedoeld de lange terugverdientijd van de investering of de onrendabele exploitatie op jaarbasis. We moeten ons echter een paar zaken bedenken voordat ook wij als verkoper ons laten misleiden door deze slechte raadgever. Bij vrijwel geen enkele aankoopbeslissing van consumenten speelt een terugverdientijd een doorslaggevende rol. Klanten kopen iets omdat ze geïnteresseerd zijn in het product en het vervolgens graag willen hebben. Ook de hoogte van de investering is voor veel klanten geen belemmering. Een zonneboiler is voor een groot deel van de Nederlandse bevolking goed te betalen. Het is een kwestie van keuzes maken. Wij moeten concurreren met andere luxe artikelen. Bedenk daarbij dat we niet onze eigen verkoop in de weg moeten staan met een eigen negatieve houding ten opzichte van het product (toch wel duur voor een beetje warm water, is een veel gehoorde uitspraak).

Klanten die het belangrijk vinden om een exploitatieberekening in detail te maken vinden vaak het rendement toch te laag en worden geen koper. Professionele opdrachtgevers kunnen er echter wel naar vragen. Om deze berekening te kunnen maken hebben we de volgende gegevens nodig:

  • prijsopbouw
  • subsidieregelingen
  • financiële kengetallen (rente, inflatie, afschrijvingstermijn)
  • onderhoud
  • brandstofbesparing en prijzen.

De uitkomst van de berekening geeft weer wat de zonneboiler optie per jaar kost vergeleken met een optie zonder zonneboiler en een vergelijkbaar comfort. De periode waarover gekeken wordt is doorgaans 15 jaar, de zogenaamde economische levensduur. Bij de meeste zonneboilers is de technische levensduur veel langer, afhankelijk van de kwaliteit.

Een alternatieve benadering om de rentabiliteit van een zonneboiler weer te geven is de beschouwing van een zonneboiler samen met een Hr-ketel. We berekenen nu de totale investering van de te vervangen installatie en schatten daarvoor de besparing in. Vaak zal blijken dat de investering van een zonneboiler samen met een Hr-ketel een terugverdientijd heeft van minder dan 15 jaar en dus binnen de economische levensduur ligt en daarmee rendabel is. Het stelsel van subsidies en fiscale maatregelen is nogal complex. Zonneboilers kunnen ook worden geleased.

 

3.4 Niet-technische aspecten

De zonneboiler vormt een belangrijk onderdeel van de overheidsdoelstelling om in het jaar 2020 10% van onze energiebehoefte te laten bestaan uit duurzame energie. In aantallen vertaald wil de overheid in 2010: 400.000 stuks en in 2020: 1.000.000 stuks!

Om deze doelstelling te kunnen realiseren zijn drie aandachtsvelden aangewezen waar maatregelen genomen moeten worden:

  • verbetering van de prijs-prestatieverhouding
  • stimulering van de marktpenetratie
  • aanpak van bestuurlijke knelpunten

Vrijwel alle betrokken partijen hebben jaren samengewerkt binnen de afspraken van een MJA (meerjarenafspraak) en werken nu samen binnen een convenant zonneboilers (Ministerie van EZ en VROM, Agentschap, UNETO-VNI, fabrikanten, energiebedrijven et cetera). Meer informatie over subsidie is verkrijgbaar op http://www.RVO.nl.  (Rijksdienst Voor Ondernemend Nederland )Een van de maatregelen die de overheid voor de nieuwbouw heeft genomen is het invoeren van de Energie Prestatie Norm de EPN. Door geleidelijk de norm (Energie Prestatie Coëfficiënt, EPC) aan te scherpen, komt het toepassen van duurzame energie steeds meer in beeld. In de bestaande bouw moet het Energie Prestatie Advies (EPA) een stimulans vormen voor Energiebesparing en toepassing van duurzame energie. De door de consument betaalde energieheffing op gas en elektra wordt via subsidies teruggegeven aan de klant die investeert in energiezuinige apparatuur.

3.5 Energie Prestatie Norm, de EPN

Hoewel de EPN met name belangrijk is voor de projectmatige markt kan zij toch ook voor ons betekenis hebben. Het gaat dan speciaal over de individuele nieuwbouw waarin wij ons als verkopers profileren. Ook voor deze woningen geldt dat voldaan moet worden aan de eis van de overheid van een EPC (Energie Prestatie Coëfficiënt) van 0,8 (2008). Om aan deze eis te kunnen voldoen kan het toepassen van een zonneboiler vaak een uitkomst bieden. Ten opzichte van bouwkundige maatregelen kan de investering laag zijn en in verhouding dus zeer rendabel.

Bovendien is de maatregel veelal simpel te nemen en vereist geen grote ingrepen. In de berekening van de EPC zitten zogenaamde forfaitaire waardes voor de zonneboiler opgenomen. Het oppervlak van de collector, oriëntatie, hellingshoek en de eventuele beschaduwingen, bepalen de invloed van de zonneboiler op de EPC. De verlaging van de EPC is doorgaans 0,1 á 0,13. Indien de zonneboiler volgens de leverancier beter presteert dan uit de standaardberekening blijkt, kan er een zogenaamde gelijkwaardigheidsverklaring worden aangevraagd.

De zonneboilercombi met een vergroot collectoroppervlak kan een EPC verlaging geven van meer dan 0,2. In de reeks van installatietechnische maatregelen die genomen kunnen worden zijn de zonneboiler en de HR-ventilatie met WTW geduchte concurrenten. Gemiddeld genomen is de aardgasbesparing bij HR-WTW wat hoger dan bij een zonneboiler. Daar staat tegenover dat het elektriciteitsverbruik van de ventilatoren nog in mindering gebracht moet worden. Het effect van de HR-WTW op de EPC is ongeveer 0,15 á 0,2. De kosten zijn vergelijkbaar met de zonneboiler (voor nieuwbouw), maar niet vergelijkbaar voor bestaande bouw.

 

3.6 Subsidieregelingen

De aanschaf van een zonneboiler wordt door de overheid en sommige andere partijen gesubsidieerd. De regelingen veranderen nogal eens en zijn soms per regio verschillend. Een actueel overzicht kan verkregen worden bij het Agentschap. Lokale overheden (provincies en gemeenten) hebben daarbij vaak nog eigen subsidieregelingen. ook fabrikanten hebben informatie up to date op. deze fabrikant kunt u vinden in onze link pagina.

3.7 Veel gestelde vragen

In deze paragraaf gaan we in op veel gestelde vragen van consumenten die in dit stadium van voorlichting en verkoop van belang zijn.

Hoe zit het met Legionella-besmetting?

Zonneboilers worden aangelegd volgens de geldende regels die beschreven staan in de werkbladen van de VEWIN. Hierin zijn eisen gesteld aan de minimale temperatuur van het warme water. De zonneboiler is geen uitzondering op deze regels. Ook vormt zij geen groter risico zoals tot op heden bekend is. Voor grote systemen geldt dat er een systematiek ontwikkeld is voor risicoanalyse van grote warmtapwaterinstallaties.

 

4 Werkvoorbereiding

4.1 Inleiding

In dit leerobject leren we wat voor werkzaamheden voorafgaan aan het daadwerkelijk monteren van de collector en het opslagvat. We gaan in op de plaatsbepaling van de onderdelen van de zonneboiler en het overzien van alle werk dat moet gebeuren en de consequenties voor de werking van het systeem als geheel.

4.2 Twee verschillende manieren van aanpak

Het monteren van een zonneboiler kan ruwweg op twee verschillende manieren verlopen:

1) Je werkgever heeft bij de klant een gedetailleerde werkopname gedaan. Hij weet nu precies waar de collector gemonteerd moet worden, vrijwel op de dakpan nauwkeurig, en kan dat ook duidelijk op papier zetten. Hij weet bovendien precies waar het opslagvat en eventueel de nieuwe ketel moeten komen, hoe de leidingen lopen et cetera. Ook dit wordt met een schetsje vastgelegd.

Het installeren kan nu bijvoorbeeld als volgt verlopen:

  • de dakploeg krijgt een nauwkeurige beschrijving van de plaats van de collector en kan daarmee aan de slag. In feite kan dat los staan van de montageploeg die binnen aan de slag gaat, maar wel uiteraard eerst.
  • de binnenploeg kan aan de slag met het plaatsen van het opslagvat en eventueel vervangen van de ketel. Het aansluiten van de zonneboiler op de ketel moet van tevoren bekeken zijn (kan het zomaar of moeten speciale aanpassingen getroffen worden). Het is dus een kwestie van uitvoering volgens het daarvoor geldende voorschrift.
  • na installatie kan de zonneboiler afgewerkt, in bedrijf gesteld en opgeleverd worden door een goed opgeleide zonneboilermonteur.

2) De werkgever heeft bij de klant voldoende gegevens opgenomen om te weten dat de betreffende zonneboiler geplaatst kan worden. De details laat hij echter achterwege. De leidinggevende monteur moet nu bij aankomst op het werk de werkzaamheden inplannen en verdelen. Hij moet beslissen waar de collector komt te liggen, waar het vat komt te hangen/staan en eventueel de nieuwe ketel. Leidingloop, rookgasafvoer et cetera moeten nu eerst in beeld gebracht worden voordat begonnen kan worden. Dit vereist van de monteur een goede kennis van de eisen die horen bij het betreffende zonneboilertype (terugloop, thermosifon etcetera). In deze situatie kan er geen splitsing zijn tussen een aparte dakploeg die eerder het werk uitvoert en een binnenploeg. Als de dakploeg geen expert bij zich heeft die alles kan overzien, kan het voorkomen dat de collector verkeerd komt te liggen (bijvoorbeeld te laag bij een terugloopsysteem).

De hiervoor genoemde twee manieren waarop het werk kan verlopen hebben onder andere te maken met de omvang van het bedrijf. ij kleine bedrijven zal de werkgever vaak zelf verkopen en tevens nauw betrokken zijn bij de uitvoering. De scheiding tussen alle genoemde disciplines zal er dan niet of nauwelijks zijn. Bij grotere bedrijven kan het zo zijn dat de werkzaamheden verdeeld worden onder specialisten: de dakdekker, loodgieter/cv-monteur en de servicemonteur. Deze opzet benadert ook het meeste de praktijk van de nieuwbouw.

 

4.3 De werkvoorbereiding vastleggen

In deze paragraaf gaan we na hoe de leidinggevende monteur te werk gaat bij de start van de werkzaamheden. We volgen dus de tweede manier van aanpak uit de vorige paragraaf. Hij legt vast wat er moet gebeuren, in welke volgorde en door wie. Wat hij nu doet kan al gebeurd zijn als we de eerste manier van aanpak volgen

Het dakwerk

De vrijheden om een collector te plaatsen zijn op een plat dak vaak groter dan op een hellend dak. We gaan hier uit van het hellende dak. Aan het eind zullen we kort ingaan op het platte dak. In principe zijn er drie dingen vast te leggen bij het monteren van een collector in of op een hellend dak.

  1. type collector (lengte en breedte). Een aantal leveranciers hebben meerdere typen collectoren. Bij een gelijk oppervlak kunnen de lengte- en breedtematen verschillen. In principe is de keuze hiervoor al gemaakt door de werkgever; de collector is namelijk al geleverd en moet nu gemonteerd worden.
  2. plaats van de collector in de breedte van het dak (horizontale plaatsbepaling).
  3. plaats van de collector in de hoogte van het dak (verticale plaatsbepaling).

De horizontale positie wordt bepaald door de volgende randvoorwaarden:

  • wensen van de klant met betrekking tot het uiterlijk. Het is mogelijk dat de klant een bepaalde vlakverdeling wil hebben.
  • plaats de collector bij voorkeur zo dicht mogelijk bij het opslagvat. Een kort collectorcircuit heeft minder warmteverliezen, is goedkoper en sneller te monteren.
  • inventariseer de belemmeringen: dakraampje, dakdoorvoer. Als deze obstakels in de weg zitten moet verleggen ervan overwogen worden. Dit moet eigenlijk al besproken zijn met de klant. Bij het vervangen van de ketel zal vaak een nieuwe dakdoorvoer geplaatst worden. Het verleggen daarvan naar de andere kant van de woning is dan vaak niet zo`n probleem.
  • bestaat de wens om in de toekomst nog uit te breiden met een extra collector of eventueel met PV.
  • de situatie in de woning: komen de aansluitingen van de collector niet precies boven een muur of balk uit?

De verticale positie wordt bepaald door de volgende randvoorwaarden:

  • de eerste en belangrijkste eis is het soort zonneboilersysteem. De keuze voor een terugloopsysteem vereist een hoge montage in het dak. Bij een thermosifon-systeem moet de collector juist laag gemonteerd worden. Bij compact zonneboilers en geheel gevulde systemen is er een grotere vrijheid.
  • wederom de wensen van de klant.
  • belemmeringen door dakbalken en knieschotten. Doorgaans zijn er in verticale zin meer belemmeringen dan horizontaal. Het is belangrijk dat aansluitingen en eventueel temperatuurvoelers goed bereikbaar blijven.

Afbeelding 9 geeft een voorbeeld van een dakvlak waarin de collector tussen de dakkapel en de zijkant van de woning geplaatst moet worden. De hoogte wordt bepaald door de nok en een dakdoorvoer van de cv-ketel.

Afb.9 De dak-puzzel bij een bestaande woning

Het installatiewerk in de woning

In deze paragraaf wordt ingegaan op de randvoorwaarden voor het uitvoeren van het werk. Uiteraard is het van belang of naast het plaatsen van de zonneboiler ook de cv-ketel vervangen gaat worden. Omdat dit meestal het geval is, gaan we van deze situatie uit.

De belangrijkste factoren waarmee rekening gehouden moet worden zijn:

  • leidingloop van het collectorcircuit. Bij een terugloopsysteem moeten de leidingen op afschot gemonteerd worden. Dit mag niet onderbroken worden door een raampje in de gevel, of een obstakel aan de muur waaromheen gewerkt moet worden. Bij een thermosifon-systeem moeten de leidingen op opschot naar het vat gemonteerd worden. Ook hierbij mag deze leidingloop niet onderbroken worden. Luchtinsluitingen kunnen de doorstroming verhinderen.
  • voldoende afschot voor een afvoerleiding van de inlaatcombinatie en de condenswateraansluiting van de ketel.
  • kort collectorcircuit heeft voorkeur boven korte tapleidingen. Gezien vanuit het oogpunt van warmteverlies. Uit oogpunt van wachttijden kan besloten worden om hiervan af te wijken. Let op dat een korte wachttijd aan een keukentappunt ook bereikt kan worden met een dunne warmwaterleiding.
  • tot slot kunnen de wensen van de klant medebepalend zijn. Ruimtegebrek is bijna altijd van toepassing. De klant moet goed worden voorgelicht over de consequenties van een bepaalde opstelling.
  • bij het plaatsen van een nieuwe ketel is de rookgasafvoer een van de meest bepalende factoren.
  • tot slot moet gekeken worden naar de afmetingen en de plaats van de aansluitingen van de toestellen om zo een efficiënte installatie mogelijk te maken.

In afbeelding 10 is de situatie van afbeelding 9 binnen in de woning op zolder te zien. Naast de cv-ketel staat het naverwarmingstoestel en rechts daarvan het opslagvat van de zonneboiler. Voor het maken van een dergelijke opstelling is een totaaloverzicht over de werkzaamheden noodzakelijk.

Afb. 10 De binnen-puzzel bij een bestaande woning

Samenvatting

Voor de uitvoering van de werkzaamheden gelden verschillende manieren van aanpak. Duidelijk is dat er ook verschillende disciplines bij betrokken zijn:

  • dakwerk
  • installatietechnisch binnenwerk
  • afwerking, in bedrijf stellen, opleveren, uitleg aan de klant.

In kleine bedrijven zullen alle werkzaamheden doorgaans door 1 ploeg uitgevoerd worden. Bij grotere bedrijven en bij grotere aantallen te plaatsen zonneboilers, kan het zinvol zijn om de werkzaamheden te splitsen. Per discipline worden de belangrijkste aandachtspunten behandeld.

 

5 Het montagewerk in de woning

5.1 Inleiding

Dit leerobject gaat over de werkzaamheden in de woning. Je leert alle zaken die van belang zijn bij het monteren van het opslagvat, de diverse leidingcircuits en de naverwarming (vaak cv-ketel). We beperken ons wederom tot algemene aanwijzingen want voor elk systeem gelden eigen montagevoorschriften. De belangrijkste eigenschappen van de systemen zijn al behandeld. Ook zijn de voorwaarden voor de leidingloop behandeld. Hier behandelen we:

  • plaatsen van het opslagvat
  • het collectorcircuit
  • pomp en regeling
  • terugloopvat
  • koppelen aan de naverwarmer.

5.2 Het plaatsen van het opslagvat

Opslagvaten zijn er in veel soorten en maten, zowel hangende als staande. We onderscheiden drie soorten opslagvaten:

  1. zonder ingebouwde naverwarming
  2. met ingebouwde naverwarming
  3. met ingebouwde naverwarming en tevens geschikt voor ruimteverwarming.

De aansluitingen van de water- en collectorleidingen op de verschillende opslagvaten zijn gelijk. Het gaat met name om de afmetingen en het gewicht van het opslagvat en de andere leidingen die erop aangesloten moeten worden. Op opslagvat 2 en 3 moeten ook de cv-leidingen worden aangesloten. De afstand tot de ketel moet bij voorkeur kort zijn. Bij vat 3 is vaak ook nog een rookgasafvoer en een condenswaterafvoer nodig.

Aandachtspunten

  • controleer of de vloer c.q. de muur het gewicht van het opslagvat kan dragen
  • zorg voor een goede bereikbaarheid van het opslagvat voor controle en service
  • houd het collectorcircuit zo kort mogelijk; let op de leidingloop (afschot of opschot)
  • houd ook de cv-leidingen (bij een geïntegreerde naverwarming) kort
  • denk aan de mogelijkheid van verwisselen van anodes (bescherming tegen corrosie) en temperatuurvoelers.

5.3 Het collectorcircuit

Monteer op de voorgeschreven wijze de leidingen tussen de collector en het opslagvat.

Aandachtspunten

De montage van een zonneboiler wijkt op een aantal punten af van de montage van een cv-ketel. Deze afwijkingen zijn vooral te vinden in het leidingcircuit tussen de collector en het opslagvat. Wanneer hier geen rekening mee wordt gehouden zal de zonneboiler niet of slecht werken of storingen te zien geven. Denk vooral aan:

  • Het zorgvuldig lezen van het montagevoorschrift.
  • De keuze van de leidingdiameter en het leidingmateriaal:
    • De leidingdiameter is afhankelijk van het systeem (kan varieren van 8 – 22 mm). De keuze is niet vrij. Het is mogelijk dat er in het collectorcircuit verschillende leidingdiameters moeten worden gebruikt.
    • Gebruik het voorgeschreven leidingmateriaal. Buitendaks altijd koper. Binnendaks mag cv-buis gebruikt worden wanneer het montagevoorschrift hierop geen uitzondering maakt.
  • De leidingloop is afhankelijk van het systeem. Als afschot voorgeschreven wordt, maak het ook zo. De gevolgen kunnen ernstig zijn en veel geld kosten (bevroren collector!).
  • Collectorleidingen worden altijd geisoleerd! Gebruik een temperatuurbestendige leidingisolatie (kortstondig 120 – 130 °C).
  • Werk de leidingdoorvoer door het dak zorgvuldig af. Een open gat veroorzaakt warmteverlies uit de woning en kan condensvorming in de collector veroorzaken (zie afbeelding 11 t/m afbeelding 14 ).

Afb. 11 Stap 1: aansluitleiding is gebogen

Afb. 12 Stap 2: leidingisolatie doorschuiven

Afb. 13 Stap 3: dakdoorvoer goed isoleren

Afb. 14 Stap 4: gat afwerken met rozet

  • Beugel op de voorgeschreven afstand (1 m voor 12 en 15 mm en 1,25 m voor 22 mm). De leidingloop is vaak kritisch en mag niet veranderen als er tegen de leiding gestoten wordt (of als deze als kapstok gebruikt wordt!).
  • Monteer de appendages volgens voorschrift. Soms is een vulniveau bepaald door de plaats van een speciaal meegeleverde bocht met kraan of iets dergelijks. Verander hier niets aan zonder schriftelijke toestemming van de leverancier.
  • Voor volledig gevulde systemen: zorg voor een goede ontluchting op de hoogste plaats.

Tips

  • Probeer zoveel mogelijk bochten te buigen en zo min mogelijk knieën te gebruiken. Het isoleren van de leiding kan dan eenvoudig plaatsvinden door de isolatie over de buis te schuiven.
  • Snijd de isolatieslang niet over de lengte door, maar schuif de isolatie over de leidingen. Opengesneden isolatie kan moeilijk goed worden dichtgeplakt. Het dichtplakken van de kopse kanten van de leidingisolatie in de woning wordt niet gedaan. Bij koppelingen moet de isolatie weggeschoven kunnen worden om de verbinding op lekkage te kunnen controleren (zie afbeelding 15).

Afb. 15 Lekkage controle

  • Gebruik afstandbeugels waardoor het isoleren makkelijker wordt. Gebruik bij voorkeur metalen beugels in verband met de temperatuurbestendigheid.
  • Gebruik corrosievaste bevestigingsmaterialen (RVS en niet elektrolytisch verzinkt) voor de leidingdelen buiten op het plattedak.
  • Let op bij het aandraaien van koppelingen aan de collector: niet te grote krachten uitoefenen anders draai je de boel kapot.
  • LET OP: tijdens zonnig weer kunnen de aansluitingen van de collector heet zijn (meer dan 150°)!

5.4 Pomp en regeling

De pomp en regeling behoren tot de standaard levering van de zonneboiler. Bij grote afwijkingen van wat gebruikelijk is, kan de keuze van de pomp nog wel eens veranderen. Overleg met de leverancier wat in zo`n geval de beste oplossing is.

Aandachtspunten pomp

  • Denk aan de stroomrichting. De pomp zit in de retour, de leiding die van de onderkant van de warmtewisselaar van het vat naar de onderkant van de collector loopt.
  • Bij terugloopsystemen: is er sprake van een groot hoogteverschil tussen het vat en de collector, let dan op de opvoerhoogte van de pomp (zie ook hierna bij terugloopvat).
  • Soms is de pomp omgebouwd om in meerdere standen te kunnen werken. Let dan op bij vervanging van de pomp. De elektrische aansluitingen moeten hetzelfde blijven.

Aandachtspunten regeling

  • Zichtbaarheid: indien het een losse regeling betreft en er voor de klant belangrijke indicaties gegeven worden, moet de regelapparatuur in het zicht hangen. Ook wordt er wel gewerkt met losse displays op afstand. Hierop kan bijvoorbeeld de temperatuur van het water worden afgelezen.
  • Boilertemperatuurvoeler: meestal is deze al voorgemonteerd. Als dat niet zo is let dan goed op waar de temperatuurvoeler geplaatst moet worden. Als de temperatuurvoeler in een verticale dompelbuis gestoken moet worden, let dan op of de temperatuurvoeler waterdicht is. In de dompelbuis zal makkelijk water kunnen staan van bijvoorbeeld condens. De temperatuurvoeler geeft dan een verkeerde waarde aan.
  • Collectorvoeler: soms is deze voorgemonteerd. Ook hier is de plaats van de temperatuurvoeler erg belangrijk. Volg nauwkeurig de voorschriften. De kabel waarmee de temperatuurvoeler verlengd wordt, moet niet te dun worden gekozen. De draad mag nooit via de collectorleiding lopen (wel aan de buitenkant van de leidingisolatie).
  • Gepaarde temperatuurvoelers: als een temperatuurvoeler kapot is (komt zelden voor), moet gekeken worden of de temperatuurvoelers bij elkaar horen (gepaard zijn). Dan altijd beide temperatuurvoelers uitwisselen. In dit geval moeten ook bij het installeren de temperatuurvoelers bij elkaar gehouden worden.
  • Verlengen kabels/ijken: het is niet altijd toegestaan om de kabel van de collectortemperatuurvoeler onbeperkt te verlengen. Soms is het opnieuw ijken verplicht.
  • De regeling aansluiten op een wandcontactdoos met randaarde; hiermee is de installatie geaard.

5.5 Terugloopvat (bij terugloopsystemen)

De terugloopsystemen kunnen een los terugloopvat hebben of een terugloopruimte die in het vat is ingebouwd. Het kan een voordeel hebben om een los terugloopvat te plaatsen ook als er al een ingebouwd vat aanwezig is. Dit kan noodzakelijk zijn als het hoogteverschil tussen het terugloopniveau en de bovenkant van de collector erg groot is. We kunnen dan twee dingen doen:

  1. een zwaardere pomp installeren met grotere opvoerhoogte. Hiermee moet voorzichtig omgesprongen worden. Ten eerste neemt het energieverbruik toe. Ten tweede kan er ongewenst geluid geproduceerd worden. Er zijn wel oplossingen van fabrikanten bekend.
  2. het terugloopniveau verleggen naar boven door een apart vaatje in het circuit op te nemen vlak onder de collector.

5.6 Koppelen aan de naverwarmer

Er kunnen twee situaties voorkomen, namelijk:

  1. De zonneboiler staat in serie met een naverwarmingstoestel meestal is dit een combiketel. Monteer de leiding tussen het opslagvat en de naverwarmer volgens het montagevoorschrift.
  2. De zonneboiler heeft in het vat een naverwarming ingebouwd. We kunnen het aansluiten hiervan beschouwen als het aansluiten van een gewone indirect gestookte of cv-boiler. Let hierbij op de volgende drie dingen:
    • Wanneer het opslagvat niet is aangeleverd met een warmteslot, monteer dan leidinglussen aan de beide zij-aansluitingen van het vat. Het warmteverlies dat hiermee wordt voorkomen is groot (zie afbeelding 16).

Afb. 16 Warmteslot

    • Het isoleren van de leidingen tussen boiler en cv-ketel. Het warmteverlies in deze leidingen is fors!
    • Denk aan de goede plaats van de boilerthermostaat.

Samenvatting

De werkzaamheden in de woning zijn grotendeels normale installatiewerkzaamheden. De leidingloop van een collectorcircuit verschilt op een paar essentiële punten. Tevens is het afwerken van details van extra groot belang. Een goede werkvoorbereiding en het juiste materiaal vormen de basis van een goed werkend zonneboilersysteem.

 

6 Het monteren van een collector

6.1 Inleiding

Dit leerobject gaat over de werkzaamheden op het dak van de woning. We beperken ons tot algemene aanwijzingen want alle collectoren hebben zo hun eigen montagevoorschriften. Je leert wat de regels zijn met betrekking tot het veilig werken op een hellend dak, hoe je een collector tussen de pannen monteert (komt het meeste voor) en hoe dat gemonteerd wordt op een plat dak. Ook leer je wat algemene dingen over andere montageconstructies. Tot slot laten we wat foto’s zien van bijzondere mogelijkheden van het plaatsen van collectoren.

De belangrijkste onderwerpen zijn:

  • veilig werken op daken
  • montage van een collector in een hellend dak tussen de dakpannen: algemene regels
  • afwijkende hellend dak constructies
  • plat dak details: leidingdoorvoeren, leidingsteunen, bescherming dakbedekking
  • bijzondere andere situaties.

6.2 Veilig werken op daken

Afb.17 Verticaal transport op de ouderwetse manier

In afbeelding 17 laten we zien hoe in de beginjaren 80 zonnecollectoren werden geinstalleerd. Deze methode met twee ladders is nog tot in de jaren 90 gebruikt. In deze tijd is het veilig werken op daken in de aandacht gekomen. Dit was een direct gevolg van de nieuwe Arbo-wet 1998. Inmiddels is er een nieuwe druk van het Arbo-informatieblad AI-15 Veilig werken op daken uitgekomen. Het zou te ver voeren om dit werkblad geheel te behandelen. We beperken ons tot die onderwerpen die voor ons van belang zijn.

We wijzen er nadrukkelijk op dat onderstaande tekst niet volledig is en dat daaraan geen rechten ontleend kunnen worden. Het is bedoeld om de lezer te prikkelen de volledige tekst van het informatieblad een keer rustig door te lezen. Veilig werken is een zaak van de werkgever en de werknemer samen. Beiden hebben verantwoordelijkheid.

Nadat gekeken is wat voor risico’s er zijn zullen maatregelen genomen moeten gaan worden. De volgorde is:

  • bestrijden van het gevaar bij de bron. Voorbeeld: als het mogelijk is om een collector te plaatsen op een plat dakgedeelte in plaats van in een hellend dak, dan heeft dat de voorkeur.
  • maatregelen gericht op collectieve bescherming. Voorbeeld: het plaatsen van een steiger komt ten goede aan de veiligheid van alle betrokken werknemers op het dak.
  • maatregelen gericht op individuele bescherming en het ter beschikking stellen van persoonlijke beschermingsmiddelen. Voorbeeld: met name bij het plaatsen van zonnecollectoren is het gebruik van valgordels vrij gebruikelijk (zie afbeelding 18). We komen hier later op terug.

Afb.18 Arbo informatie AI-15

Als bij het klimmen op ladders en daken extra gewicht meegenomen moet worden in de vorm van dakpannen, een collector, zwaar gereedschap of lood en zink, dan is er sprake van een verhoogd risico. Gewichten boven de 25 kg zijn uitgesloten. Het verdient dan ook altijd de voorkeur om te werken met een goederenlift of een ander hijs- of hefwerktuig. Omdat de collector bijna altijd zwaarder is dan 50 kg (2 x 25 kg) is dragen door twee monteurs niet toegestaan. Daarbij komt nog de onhandige afmeting en het feit dat er verhoogd gevaar is (ladder, dak et cetera). Slechts bepaalde omstandigheden zoals een lage dakrand, plat dak en de mogelijkheid om met drie man te werken, kunnen het gebruik van een lift voorkomen. Bij hellende daken heeft het plaatsen van een dakrandbeveiliging de voorkeur boven vallijnen (individuele beveiliging). Er wordt echter rekening gehouden met werkzaamheden van beperkte aard en omvang. Hieronder wordt verstaan dat de duur van de werkzaamheden en de omvang en fysieke belasting beperkt zijn. Je kan dan denken aan het plaatsen van een dakraam of een dakkapel, werken aan een schoorsteen et cetera. Hoewel zonnecollectoren hier niet genoemd worden, kan redelijkerwijs dit werk ook hiertoe gerekend worden. Vanggordels zijn dan gebruikelijk. Tot slot wijzen we erop dat het uitbesteden van het dakwerk aan specialisten misschien wel de beste oplossing is, zeker voor de installateur die niet zo vaak collectoren installeert.

 

6.3 Het plaatsen van een collector in een hellend dak

In deze paragraaf zullen we algemene richtlijnen geven voor het plaatsen van een collector tussen de pannen. Dit is in Nederland verreweg de meest gebruikelijke methode van monteren. Wel zien we de laatste jaren dat er steeds meer merken op de markt komen waarbij de collector op de pannen gemonteerd wordt. We gaan daar aan het einde van deze paragraaf kort op in.

Inbouw tussen de pannen(indeksysteem)

Lees de montage-instructie van de fabrikant. We gaan ervan uit dat de plaats van de collector al bepaald is. We nemen nu stap voor stap de montage van de collector door (zie schema’s):

1) Noodzakelijke materialen en hulpmiddelen

  • Montagevoorschrift.
  • Ladderlift.
  • Rolmaat.
  • Boormachine met zaag.
  • Schroefmachientje.
  • Loodklopper.

2) Pannen wegnemen

  • Lokatie volgens opgave werkopnemer.
  • Alle pannen wegnemen die binnen de breedte en de hoogte van de collectorbak vallen. Werk diagonaal van linksboven naar rechtsonder.

Afb.19 Pannen wegnemen

3) Loodslab monteren

  • Plaatsbepaling:
    • X = Breedte weggenomen pannen minus breedte collector.

Afb.20 Loodslab monteren

  • Als X kleiner of gelijk is aan 5 cm: Plaats de loodslab precies in het midden van de weggenomen pannen. Markeer het midden van de loodslab op het dak. Er hoeven geen pannen aan de zijkant te worden geslepen.
  • Als X groter is dan 5 cm:
    • Meet vanaf de pannenrand links de halve totale breedte van de collector af + 2 cm
    • Plaats het midden van de loodslab precies op deze afstand. Markeer het midden van de loodslab op het dak.
  • Neem een extra rij pannen aan de bovenzijde en de twee zijkanten weg.
  • Klop de loodslab aan op de pannen.
  • Markeer op de loodslab de linker zijkant van de collector (midden loodslab minus de 1/2 breedte van de collector).

4) Dakdoorvoeren

  • Maak een mal van het oppervlak van de collector, met daarin de plaats van de doorvoeren (achterzijde collector) aangegeven.

Afb.21 Dakdoorvoeren

  • Plaats de mal met de onderzijde aansluitend op de bovenzijde van de loodslab en aansluitend op de markering op de loodslab van de linkerzijde van de collector.
  • Controleer met een dunne boor op de aanwezigheid van balken. Boor de gaten voor de dakdoorvoeren met een diameter volgens het montagevoorschrift.
  • Controleer binnen of er vanaf de doorboringen met de leidingen gewerkt kan worden.

5) Montage van de collector

  • Verwijder de panlatten als dit van toepassing is bij deze collector.

Afb.22 Montage van de collector

  • Plaats de collector met de onderzijde volgens voorschrift, overlappend op de loodslab en aansluitend op de markering op de loodslab van de linkerzijde van de collector.
  • Bevestig de collector volgens het montagevoorschrift.
  • Monteer de zijgoten en de bovengoot.
  • Slijp de pannen aan de bovenrand op maat en leg de pannen terug.
  • Slijp de pannen aan de rechter zijkant af tot X – 5 cm en leg de pannen terug. De collector ligt nu aan elke kant ongeveer 2 cm vrij van de pannen.
  • Kan de pan niet meer bevestigd worden, probeer dan pannenhaken toe te passen. Soms kan de oplossing gevonden worden door het slijpwerk juist aan de linkerkant uit te voeren.

Overige aandachtspunten

  1. controleer of de collector vlak geplaatst kan worden; oude daken zijn soms erg krom. Veel systemen vereisen een min of meer waterpas geplaatste collector. Soms zal aan een kant van de collector wat opgevuld moeten worden. Let dan op dat het plaatsen van de goot niet in de problemen komt.
  2. bij een flauwe dakhelling kan er een gootje ontstaan in het lood. Dit is ten eerste slecht voor de levensduur van het lood, en ten tweede kan er dan makkelijk met wind water naar de zijkanten over het lood spoelen. Vul eventueel de ruimte onder het lood op met een extra panlat.
  3. Bij een dik dakbeschot (inclusief isolatie) kan overwogen worden om een stukje leiding alvast aan de collector te bevestigen. Wees voorzichtig met het hanteren van de collector! Ook de temperatuurvoeler, als deze los meegeleverd wordt, kan alvast gemonteerd worden.

Constructies waarbij de afwatering over de collector zelf plaatsvindt in plaats van via een verholen goot, worden niet meer besproken. Zij komen niet meer voor in Nederland.

Opbouw op de pannen

Een paar opmerkingen over montage van de collector op de pannen:

  • Montage vindt plaats met een frame met haken of bevestigingsstrips (zie afbeelding 23).
  • Een belangrijk verschil is verder de doorvoer van de leidingen. Deze worden vaak via een ventilatiepan naar binnen gebracht (zie afbeelding 24).
  • Het isolatiemateriaal van de leidingen die buitendaks lopen moeten met UV bestendig materiaal afgewerkt worden.
  • Let goed op de leidingloop: er mogen geen luchtinsluitingen plaatsvinden (volg de handleiding nauwkeurig!).

Afb. 23 Montage van een collector op de pannen

Afb. 24 Leidingdoorvoer door middel van een ventilatiepan

 

 

 

6.4 Afwijkende hellende daken

Naast de gebruikelijke bedekking met dakpannen kennen we nog diverse soorten andere dakbedekkingen voor hellende daken. Ook hiervoor geldt wederom: vraag bij de leverancier naar de oplossing op maat voor het betreffende systeem. Laat improviseren over aan de vakman.

We onderscheiden de volgende mogelijkheden:

  1. shingles: redelijk te doen zonder al te grote specialistische kennis.
  2. bitumineus: redelijk te doen zonder al te grote specialistische kennis.
  3. metaal (zink of iets dergelijks): specialistenwerk.
  4. riet: specialistenwerk.
  5. gras- of sedum dak: specialistenwerk.
  6. kunststof: specialistenwerk.

6.5 Het plaatsen van een collector op een plat dak

Collectoren worden doorgaans op een frame gemonteerd. Dit frame kan los (met ballast) op het dak worden gezet of vast verankerd. Zogenaamde Ballast frames zijn de laatste jaren veruit favoriet. Lees de montage-instructie van de fabrikant. We gaan ervan uit dat de plaats van de collector al bepaald is.

We nemen nu stap voor stap de montage van de collector door (zie de schema’s op de volgende pagina):

 

1) Noodzakelijke materialen en hulpmiddelen

  • Montagevoorschrift.
  • Ladderlift of 2 ladders (bij een laag dak).
  • Rolmaat.
  • Kompas.
  • Boormachine.

2) Plaatsbepaling

  • Binnenshuis:
    • Bepaal binnen de plaats van de boiler ten opzichte van de ketel.
    • Bepaal de plaats van de muur waaraan de ketel is gemonteerd ten opzichte van de buitenmuren.

Afb. 25 Plaatsbepaling

  • Op het platte dak:
    • Gebruik de rookgasdoorvoer van de ketel als eerste oriëntatiepunt.
    • Combineer deze plaats met oriëntatie van de muur waaraan de ketel is gemonteerd en de plaats van de boiler ten opzichte van de ketel.
    • Markeer op het dak een punt boven de boiler. Houd bij een buitenmuur een afstand van minimaal 1 meter uit de muur aan.

3) Dakdoorvoeren

  • Bepaal de binnendiameter van de ontluchtingskap.

Afb. 26 Dakdoorvoeren

  • Boor rond de plaats van de markering en binnen de diameter van de ontluchtingskap:
    • 2x een gat met de diameter van de mantelpijp van de waterleidingen.
    • 1x een gat met de diameter van de elektriciteitsbuis (5/8″).
  • Maak het dak ter plaatse van de ontluchtingskap schoon.
  • Plaats de ontluchtingskap en werk met dakleer waterdicht af.

4) Plaatsen opstelframe

  • Snijd een onderplaat van dakleer of isolatiemateriaal aan elke zijde 10 cm breder dan het oppervlak van het opstelframe (ter bescherming van de dakbedekking).
  • Maak het dakoppervlak ter grootte van deze onderlaag schoon.
  • Bepaal met behulp van een kompas het zuiden en plaats de onderplaat met het opstelframe erop op het zuiden gericht.

Afb. 27 Plaatsen opstelframe

  • Plaats het frame waterpas. Indien het montagevoorschrift op dit punt een afwijkend voorschrift kent, volg dit dan.
  • Plaats de ballast in het frame.

5) Plaatsen collector

  • Monteer de collector op het frame.

Afb. 28 Dakdoorvoer voor leidingen bij een dakopstelling

Overige aandachtspunten

  1. Probeer de afstand tussen de collector en de dakdoorvoer van de leidingen kort te houden. Met langere leidingen moet extra aandacht worden besteed aan een deugdelijke beugeling (zie afbeelding 29). Bij lange leidingen kan er wel eens te weinig hoogteverschil beschikbaar zijn. Eventueel moet de collector wat hoger gemonteerd worden (meer opvullen onder het frame).
  2. Bij een vaste montage van het frame moet de bevestiging afgestemd worden op het soort dak.
    • Bij een houten dak kan vaak direct in het dak geschroefd worden.
    • Bij een betonnen dak kunnen chemische ankers worden gebruikt. Indien het dak aan de bovenzijde geisoleerd is, wordt een drukvaste isolatie onder de poot opgenomen (zie afbeelding 30).
    • Bij een stalen damwandprofiel wordt vaak een drukverdeelplaat aan de binnenzijde gemonteerd (zie afbeelding 31).

Afb.29 Bevestiging van leidingen

Afb.30 Drukvaste isolatie onder de voetplaat

Afb.31 Collectoren op een stalen dak

 

 

 

6.6 Afwijkende constructies

Naast de hiervoor genoemde constructies geven we nog een paar mogelijkheden. Meestal zijn dit toepassingen in projecten omdat een speciale voorziening maken veel te duur is voor een enkele collector. Ook zijn enkele voorbeelden opgenomen van een combinatie van collectoren met PV-panelen.

Afb.32 Zonnecollectoren aan de gevel van een woning. De collector vormt in de zomer een gedeeltelijk zonnescherm.

Afb.33 De zonnecollector vormt een onderdeel van de gevel van de bovenste verdieping. Dit is een constructie met veel bouwfysische haken en ogen.

Afb.34 Aan het Kasteel in Apeldoorn staan deze kantelen-woningen. Een combinatie van gevel en platdak constructie.

afb.35 Een combinatie van zonnepanelen (PV) en collectoren van ATAG in samenwerking met Stork

Afb.36 Een combinatie van zonnepanelen (in één grote module) en een collector van ZEN. Er is gestreefd naar een gelijke maatvoering en dakinbouwmethode.

Samenvatting

Het monteren van een collector op een hellend dak vergt een goede voorbereiding. Plaatsing op een plat dak is eenvoudiger. Veel aandacht moet worden besteed aan doorbreking in de dakbedekking ten behoeve van de leidingdoorvoer.

 

7 Opleveren en in bedrijf stellen

Dit leerobject gaat over een professionele afronding van werkzaamheden in de woning.

7.1 Aandachtspunten

  • Hoe lever je een zonneboiler op?
  • Wat controleer je en hoe wordt de zonneboiler in bedrijf gesteld?
  • Welke vragen kan je verwachten van de klant?

We kunnen niet duidelijk genoeg zijn over het belang van deze laatste stappen van het installatieproces. Als hier slordige fouten gemaakt worden, is het voorgaande werk voor niets geweest. Of er kan forse schade ontstaan aan de installatie. Waarom is dit anders dan bij bijvoorbeeld een ketel vervangen? Een zonneboiler is altijd een onderdeel van een complete warmwatervoorziening. De naverwarmer zorgt ervoor dat er altijd warm water is of de zonneboiler nu gewerkt heeft of niet. De naverwarmer weet dus niet of de zonneboiler kapot is of geen warmte levert omdat er te weinig energie opgevangen is. De klant merkt dan aan het warme water niets. Als er voor de klant geen foutmelding is of een andere indicatie dat er iets niet klopt (thermometer bijvoorbeeld), dan zal de klant geen storing melden. Er komt onder alle omstandigheden warm water uit de kraan. De praktijk leert dat de meeste storingen veroorzaakt worden door kleine onbenullige fouten. We kunnen het volgende doen om deze te voorkomen:

  • werken volgens voorschrift: dit vereist discipline en het besef van monteur en leidinggevende dat dit belangrijk is. Ook bij een bekend toestel kunnen er wijzigingen doorgevoerd zijn.
  • goede controle van het werk. Een checklist is dan onontbeerlijk. In overleg tussen fabrikanten en de VNI zijn checklisten per systeem vastgelegd.
  • goede uitleg aan de klant. Het is vooral belangrijk om de klant ervan te overtuigen dat het zinvol is om zelf zo nu en dan de goede werking van de zonneboiler te controleren. Beter is het nog om een thermometer aan te brengen die op een makkelijk bereikbare plaats zit en die regelmatig afgelezen wordt. De klant vindt dit meestal ook nog heel leuk!

7.2 Afwerken van de details

Het is niet mogelijk om alle details van alle verschillende zonneboilers hier te behandelen. U bent zich inmiddels bewust dat bijna elke zonneboiler wel kleine installatieaspecten heeft die bij foute montage grote gevolgen hebben. In tabel 1 zijn daarom vooral algemene zaken aangegeven.

Tabel 1

 

 

 

7.3 Inbedrijfstellen

Het in bedrijf stellen van een zonneboiler omvat:

1) Het vullen van de installatie.

  • Terugloopsystemen:
    • vullen met gewoon water
    • de vulhoogte is kritisch. Volg daarom de procedure van de fabrikant nauwkeurig op.
    • pers het collectorcircuit af bijvoorbeeld met de waterleidingdruk. Kleine lekkages kunnen vervelende gevolgen hebben.
    • verzegel het vulpunt, zodat onbevoegden niet kunnen bijvullen en het water tot in de collector kunnen persen.
  • Thermosifon-systemen:
    • vullen met een mengsel van water en antivries. Soms gaat het mengen moeilijk en moet vooraf gebeuren in de juiste hoeveelheid.
    • systeem zorgvuldig ontluchten.
    • let op de expansiemogelijkheid. Deze is soms in het systeem geïntegreerd.

2) Proefdraaien met gepompte systemen is dit uiteraard mogelijk, maar met thermosifon- en compact systemen niet. Bovendien is het proefdraaien maar beperkt. Als het installeren klaar is aan het eind van de dag, is er vaak geen zon meer om te kunnen zien of de boiler opwarmt. Als de zon schijnt zal bij het inschakelen van de pomp de aanvoer heet kunnen worden. Pas op voor verbranding. Hoe de pomp ingeschakeld kan worden als er geen zon is, staat vaak wel in de handleiding van de fabrikant.

7.4 Controleren van het werk

Hiervoorgenoemde punten vormen de basis van de checklist die ingevuld wordt ter controle van het werk. Vrijwel alle punten op de lijst kunnen met een eenvoudige visuele controle opgenomen worden. Vrijwel alles is te zien en direct af te vinken en kost daarom vrijwel geen tijd. Als het vullen en in bedrijf stellen door de monteur gebeurd die tevens daarna de checklist invult, gaat alles in een moeite door. Het is goed om je als monteur te realiseren dat je makkelijk een klein dingetje over het hoofd kan zien. Dit is menselijk en kan iedereen overkomen. De checklist is dan een prachtige steun om dit te voorkomen. Vraag op kantoor naar een algemene lijst als er geen lijst door de fabrikant meegeleverd is.

 

 

 

7.5 Oplevering aan de klant; vragen van de klant

De oplevering aan de klant heeft diverse redenen:

  • De klant heeft een grote investering gedaan en heeft recht op uitleg over de systeemwerking.
  • Een tevreden klant die goed weet wat hij heeft gekocht is een goede reclame voor het bedrijf.
  • De klant kan zelf het beste controle houden op de goede werking van de zonneboiler.
  • De klant moet geen vragen meer hebben als u de deur dichttrekt.

De klant hoort bij de oplevering de volgende stukken en uitleg te krijgen:

  • kopie van opleveringslijst/checklist
  • documentatie van het systeem
  • garantiebewijs
  • uitleg over het systeem, de regelapparatuur en eventueel thermostaat.

Welke vragen kunnen zoal door de klant gesteld worden?

  • Wanneer moet mijn zonneboiler werken?
    • De zonneboiler kan alleen werken als er voldoende licht op de collector valt. Dit betekent dat van zonsondergang tot zonsopgang of bij zware bewolking de zonneboiler niet werkt. In het algemeen zal, wanneer de zon zichtbaar is, ook energie worden ingevangen. Slechts wanneer het warmte-opslagvat een hoge temperatuur van meer dan 80 °C heeft bereikt, kan het voorkomen dat de zonneboiler de zonnestraling niet meer gebruikt.
  • Hoe kan ik zien of de collector in werking is?
    • Bij zonneboilers met een collectorpomp wordt een regelaar toegepast die de pomp in- en uitschakelt. Een lampje op het regelkastje geeft aan of de pomp al dan niet is ingeschakeld. Bij zonneboilers zonder collectorpomp kan men aan de temperatuur van de leidingen van en naar de collector voelen of de collector warmte invangt; beide leidingen moeten een verschillende temperatuur hebben. Deze leidingdelen kunnen een hoge temperatuur bereiken. Let daarom op voor verbranding!
  • Wanneer is de collector in werking? (zie ook het eerste punt)
    • In het algemeen zal de collector alleen overdag werken wanneer er voldoende (zon)licht is. Wanneer de collector regelmatig en langdurig in bedrijf is in perioden wanneer de zon niet schijnt, duidt dit op een storing. Een lampje op de collectorpompregeling geeft aan of de pomp is ingeschakeld. In uitzonderingsgevallen is het denkbaar dat de collector kort in bedrijf gaat wanneer dit niet mogelijk lijkt. Hierbij moet men denken aan bijvoorbeeld de volgende situaties:
      • een koude boiler terwijl het buiten warm en donker is;
      • een door sneeuw afgedekte collector terwijl de boiler koud is;
      • een warme boiler nadat een grotere hoeveelheid warm water is gebruikt (douche of het vullen van een bad).
      • Anderzijds is het ook denkbaar dat de collector niet in bedrijf is wanneer de zon schijnt. Dit kan voorkomen wanneer het warmte-opslagvat te warm is geworden (meer dan 80 ºC).
  • Hoe warm kan het warmte-opslagvat worden?
    • De laagste temperatuur van de boiler wordt bepaald door de temperatuur van het koude leidingwater (10 tot 15 ºC). Wanneer veel warm water is gebruikt en de zon het opslagvat nog niet heeft verwarmd, wordt een dergelijke temperatuur bereikt. De hoogste temperatuur van het opslagvat wordt door een regelaar begrensd op ongeveer 80 ºC. Bij deze temperatuur wordt de collectorpomp uitgeschakeld zodat het opslagvat niet verder wordt verwarmd. Deze situatie wordt slechts op sommige zomerdagen bereikt of wanneer gedurende één of meer dagen geen warm water wordt getapt.
  • Wanneer kan het best warm water worden gebruikt?
    • De zonneboiler verschilt in het gebruik niet van een normaal warmwatertoestel; men kan warm water gebruiken wanneer dit nodig is. Wanneer men echter de best mogelijke opbrengst uit de zonneboiler wil halen, moet men zoveel mogelijk overdag warm water gebruiken en dan bij voorkeur wanneer het warmteopslagvat heet is (60 tot 80 ºC). Dit tapgedrag zal de opbrengst van de zonneboiler met enkele procenten doen toenemen.
  • Op welke temperaturen stel ik de boilerthermostaat van de naverwarmer in?
    • Wanneer een indirecte cv-boiler wordt toegepast als naverwarmingstoestel, kan de taptemperatuur vaak met een thermostaat worden ingesteld. Voor de hoogste opbrengst van de zonneboiler verdient het aanbeveling deze temperatuur zo laag mogelijk in te stellen. De taptemperatuur moet echter hoog genoeg worden gekozen om de vorming van legionellabacteriën te voorkomen. Hiervoor wordt een temperatuur van 60 tot 65 ºC aangehouden.
  • Moet de zonneboiler tijdens een vakantie worden uitgeschakeld?
    • Het is niet nodig tijdens een vakantie de zonneboiler uit te schakelen. Doordat tijdens de vakantiedagen niet wordt getapt zal de temperatuur van het warmte-opslagvat snel stijgen, waarna de collectorpomp nauwelijks nog zal inschakelen. Op deze wijze zal er bij thuiskomst altijd zoveel mogelijk warm water in de zonneboiler beschikbaar zijn. Wanneer men de zonneboiler wel uitzet in een vakantieperiode, loopt men de kans te vergeten de zonneboiler weer in te schakelen en bovendien kan de collectorpomp, net zoals bij een cv-pomp, vast komen te zitten.
  • Op welke stand kan ik het omloopventiel rond de naverwarmer instellen?
    • Het omloopventiel is meestal reeds door de leverancier ingesteld op de optimale waarde. In dergelijke gevallen is het niet aan te raden deze instelling te veranderen. Controleer in ieder geval de documentatie van de leverancier.
  • Moet het glas van de collector regelmatig worden schoongemaakt?
    • Nee, de vervuiling van de collectorruit zal onder normale omstandigheden geen groot effect hebben op de opbrengst van de zonneboiler. Bovendien stabiliseert de mate van vervuiling snel: na een flinke regenbui wordt het vuil van een voorafgaande droge periode van de ruit gespoeld.
  • Kan condensvorming op het glas van de collector kwaad?
    • Een lichte condensvorming s’morgens vroeg is voor collectoren normaal. Wanneer de condens echter langdurig gedurende de dag en/of nacht zichtbaar blijft, duidt dit op een externe oorzaak, zoals:
      • Regeninslag. De afdichting van de collectorbak is niet meer spatwaterdicht. Hierbij moet men vooral letten op de kitrand tussen de glasruit en de collectorbak.
      • Lekkage in de collector-absorber. Het warmtetransportmedium lekt uit de absorber in de collectorbak.
      • Controleer het vloeistofniveau en pers het collectorcircuit af.
      • Afdichting van dakdoorvoeren. Wanneer de dakdoorvoeren niet voldoende zijn afgedicht, zal warme vochtige lucht uit de woning in de collectorbak kunnen komen. Door afkoeling van de lucht in de collector treedt condensatie op.
  • Komt glasbreuk van de collector veel voor?
    • Glasbreuk komt in de praktijk slechts zeer zelden voor; over het algemeen wordt gehard glas toegepast in de collector. Slechts wanneer een zwaar voorwerp (een dakpan of een steen) op de collectorafdekking valt, bestaat er kans op glasbreuk.

Samenvatting

Om lang plezier te hebben van een zonneboiler en de juiste energiebesparing te halen moeten alle details van het installatiewerk kloppen. Om hier zeker van te zijn is het volgen van een checklist bij de oplevering van essentieel belang. In tabel 1 staan allemaal details vermeld met de (soms grote) gevolgen. Dit heeft tot doel om je te overtuigen van het belang dat daaraan gehecht moet worden. Tot slot is het achterlaten van een goede indruk bij uw klant van groot commercieel belang. De klant die een goed werkende zonneboilerinstallatie in een opgeruimd huis aantreft is een ambassadeur voor jaren voor uw bedrijf.

 

Veel gestelde vragen

Kan mijn cv-ketel achterwege blijven als ik een zonneboiler aanschaf?

Neen. De zonneboiler dient primair voor het verwarmen van tapwater. Ruimteverwarming is slechts in beperkte mate mogelijk en dan enkel onder strenge randvoorwaarden (lage temperatuur verwarming).

Hoe zit het met het onderhoud?

In het kort komt het erop neer dat een zonneboiler weinig tot geen onderhoud vraagt. Een en ander is wel afhankelijk van het merk en type zonneboiler. Vraag dit daarom altijd goed na bij de leverancier. Wel is een periodieke inspectie aan te raden om vroegtijdig fouten te constateren en te kunnen verhelpen.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

*
*