feb 24

Nieuwe combiketel met zonneboiler

Geplaatst door Dick Kleijer in Energiebesparing, Zonne-energie 24 Reacties»

In dit artikel een beschrijving van mijn nieuwe combiketel met zonneboiler. Ik laat zien wat de rendementsverbetering is, en de besparing op het gasverbruik die te halen is met het nieuwe systeem. Tevens wordt een uitleg gegeven over het ketelrendement.

De oude en nieuwe combiketel

Eind 2009 heb ik een nieuwe combiketel laten installeren, een combiketel is zowel voor de centrale verwarming als voor het warme tapwater.De oude ketel was na 20 jaar wel aan vervanging toe.

Mijn oude HR combiketel had een rendement van 101,5 %.
De nieuwe HR combiketel heeft een rendement van 109,4 %.

Afgaande op deze getallen, zal het gasverbruik door de nieuwe ketel afnemen tot een factor 101,5 / 109,4 = 0,928 t.o.v. de oude ketel. Dus een besparing van 100 % x (1-0,928) = 7,2 % op het gasverbruik.


De oude HR combiketel uit 1989. De witte kast aan de linkerkant is de tapboiler.

Een tapboiler is een geïsoleerd voorraadvat voor warm water, in dit geval was de inhoud 36 liter. Deze watervoorraad werd de hele dag op 60°C gehouden. Hierdoor kon men snel beschikken over warm tapwater, zo’n ouder model ketel had namelijk enige tijd nodig om op temperatuur te komen.


De nieuwe combi ketel, merk: Nefit model: HRC30/CW5.

Er is bij de nieuwe ketel geen aparte tapboiler meer. Binnenin de ketel wordt er nog wel een kleine hoeveelheid tapwater (een paar liter) constant op temperatuur gehouden. In een volgend artikel wil ik nader ingaan op het gasverbruik dat nodig is voor het op temperatuur houden van deze kleine voorraad tapwater.

Ketelrendement

.
Het rendement van een ketel geeft aan hoeveel van de in het gas beschikbare warmte er benut wordt voor de opwarming van (tap- of verwarmings-) water. Bij HR ketels ligt het rendement boven de 100%

Een ketelrendement van boven de 100 % zal misschien vreemd lijken, maar dat heeft te maken met de definitie van het rendement. Bij het ketelrendement wordt uitgegaan van de onderste verbrandingwarmte van aardgas. Dit is de warmte die vrijkomt door de verbranding van het aardgas.

Naast warmte, komen er bij die verbranding ook verbrandingsgassen vrij, waaronder waterdamp. Door deze waterdamp te laten condenseren zal er extra energie vrijkomen. Als we alle warmte uit de condensatie van waterdamp ook meetellen komen we op de bovenste verbrandingswarmte.

Voor “standaard Nederlands aardgas” gelden de volgende waarden voor de verbrandingswarmte:

  • Onderste verbrandingswarmte = 31,65 MJ/m³ (MJ = Mega Joule)
  • Bovenste verbrandingswarmte = 35,17 MJ/m³

Het theoretisch maximum ketel rendement bedraagt 100 % x 35,17 / 31,65 = 111,12 %.

HR ketels maken gebruik van dit condensatie principe, en kunnen daardoor een rendement van boven de 100% halen. Bij het verwarmen van de cv, condenseert de waterdamp tegen een warmtewisselaar welke gekoeld wordt door het (relatief) koude cv retourwater. Hierdoor zal het retourwater alvast een beetje opwarmen, voordat het door de gasbrander verder verwarmd wordt.

Het is wel zaak dat het cv retourwater koud genoeg is. Als het retourwater warmer dan (ongeveer) 56 °C is, zal er geen condensatie plaatsvinden, en blijft het ketelrendement onder de 100%.
Hoe kouder het cv retourwater, hoe beter de condensatie, en hoe hoger het ketelrendement, bij voorkeur is het retourwater onder de 50 °C. We kunnen de cv retourtemperatuur verlagen door de aanvoertemperatuur van het cv water lager in te stellen. Aan de andere kant moeten we de aanvoertemperatuur ook weer niet te laag instellen, anders krijgen we het huis niet niet meer goed (of niet snel genoeg) verwarmd.

De zonneboiler

Om nog meer gas te besparen heb ik gelijk met het vervangen van de combiketel, ook een zonneboiler laten plaatsen. Bij het plaatsen van mijn zonnepanelen had ik al in mijn achterhoofd om ooit nog eens een zonneboiler aan te schaffen, en heb daar toen dakruimte voor vrijgelaten. De zonneboiler is van het merk: HRsolar , deze past qua afmetingen mooi op de beschikbare dakruimte, en heeft een hoge energie opbrengst. De collector heeft een oppervlakte van 2,5 m², en is via beugels boven de dakpannen gemonteerd.


De zonnecollector voor warm water (rechts), naast de zonnepanelen voor elektriciteitsopwekking.

Via een dakdoorvoer gaan er twee buizen vanaf de collector het huis in. De twee buizen zijn op het voorraadvat aangesloten. Via een warmtewisselaar (spiraalvormige buis) wordt de warmte van de collector afgegeven aan het tapwater in het voorraadvat. Bij mij heeft het voorraadvat een inhoud van 100 liter. De collector en warmtewisselaar zijn gevuld met water met een antivries middel. Als de collector door de zon wordt verwarmd, zal het daarin opgewarmde water via een pomp door de warmtewisselaar gaan circuleren.


Het voorraadvat met daarboven de pompset en een expansievat.

De pomp draait alleen als de collector voldoende door de zon verwarmd wordt. De draaisnelheid van de pomp is afhankelijk van de hoeveelheid beschikbare warmte in de collector.
Als het water in het voorraadvat een bepaalde maximum temperatuur bereikt (80°C), dan stopt de pomp en voorkomt daarmee oververhitting van het voorraadvat.

Het water uit het voorraadvat gaat via een mengventiel naar de combiketel. De combiketel zal, indien er warm water wordt getapt, de watertemperatuur eventueel verder verhogen tot 60 °C.

Als het water uit het voorraadvat warmer is dan 60°C, dan zal er in het mengventiel koud water worden bijgemengd, net zoveel totdat de temperatuur 60 °C wordt. Hierdoor komt er nooit te heet (en dus gevaarlijk) water uit de kraan.

Deze zonneboiler wordt alleen gebruikt voor het verwarmen van tapwater, en dus niet voor de centrale verwarming. Op een zonnige zomerse dag wordt de maximum temperatuur van 80 °C in het voorraadvat makkelijk gehaald. Maar ook midden in de winter kan op een zonnige dag, het voorraadvat nog wel opwarmen tot 35 °C, en dat terwijl het buiten vriest.

Op de volgende website: Thermal Solar Power de Blauwe Hoek 24 kun je “live” de prestaties volgen van zo’n zelfde zonneboiler, alleen is daar het voorraadvat 120 liter, en bij mij 100 liter.

Besparing en kosten

Hoeveel gas gaan we nu besparen met de zonneboiler? Deze zonneboiler heeft een energieopbrengst van 4,5 GJ (Giga Joule) per jaar. Met 1 m³ aardgas kan de HR combiketel ongeveer 0,034 GJ aan warmte produceren. Dat houdt in dat de zonneboiler zo’n (4,5 / 0,034 =) 132 m³ gas per jaar bespaard.

Voor de geplaatste zonneboiler heb ik subsidie aangevraagd bij Agentschap NL , dit leverde een subsidie op van € 900.

Eind 2009 heb ik de volgende prijzen voor het systeem betaald:

  • Leveren en installeren zonneboiler: € 3040
  • Leveren en installeren combiketel: € 2690

Prijzen inclusief 19% BTW

Dick Kleijer, duurzame elektronicus, website: Dicks-website

Gerelateerde artikelen

24 reacties op “Nieuwe combiketel met zonneboiler”

Goede investering, die verdien je zo terug.
Ik realiseer met mijn zonneboiler (5m²) en nieuwe ketel (de oude was van 1971!) inmiddels een besparing van 60% op aardgas!
Totale investering was iets minder dan 8000 euro, als het goed is heb ik over 5 jaar de investering al weer terug.
In de zomermaanden staat de gasmeter stil! dat is heel leuk!
ook in de winter voel ik warmte door de collectorleidingen stromen!
Warmwater alleen al is zo’n 50% van de besparing, gegeven het feit dat de verwarming in de zomer uit staat en het verbruik hier nu op 0, het verschil is de dagelijkse besparing die in de winter natuurlijk iets minder is.

@MarijnvZ
Terugverdientijd van 5 jaar is mooi, maar als ik de situatie van Dick doorreken, kom ik uit op een terugverdien tijd van bijna 29 jaar (of mis ik ergens iets?):

Geenchoice: 1m3 gas (inclusief alle belastingen)=EUR 0,5616
Dick bespaart 132 m3 per jaar -> EUR 74,13 per jaar besparing
Inverstering = EUR 3040 – EUR 900 (subsidie)=EUR 2140
Terugverdientijd (qua geld) = 2140/74,13 = 28.87 jaar

@ J,

De grote besparing die Marijn haalt, zal in hoofdzaak komen omdat hij eerst zo’n oude ketel had, die misschien maar 70 % rendement had.
Als je dan naar 109 % rendement gaat, maak je een grote winst.
Daar komt de opbrengst van zijn 5m2 collector bij, dat zal zo’n 250 m3 gas zijn per jaar.
vervolgens ga je besparen omdat je van aan/uit naar modulerende thermostaat gaat.
Al met al; kan hij wellicht duizenden kuub’s gas per jaar besparen, en op zo’n 5 jaar terugverdientijd komen.

Bij mij liggen de winstmarges lager omdat ik al met een HR ketel begon.
Daardoor zal de terugverdientijd langer zijn, maar dat haalt me niet uit.
Het gaat me erom dat er gas bespaard wordt, en niet zozeer dat ik er financieel snel mee binnen loop.

Hallo,

Ik heb ook een zonneboiler van HRsolar, maar bij mij werkt hij toch anders. Je beschrijft dat er koud water via een verwarmingsspiraal wordt opgewarmd. Bij zit er gewoon 100 liter tapwater in het vat. Er zit bij mij maar 1 warmtewisselaar in, en daarmee wordt warmte van de collector overgedragen aan het tapwater. Is HRsolar overgestapt op een ander principe?

Verder vind ik het jammer dat er nog steeds een mengventiel tussen de boiler en de HR ketel wordt geplaatst. Je wilt eigenlijk het water zo heet mogelijk de HR ketel in laten stromen (zo heet als die aan kan) en dan een mengventiel daar waar het warme water de HR ketel weer verlaat. Of is het zo dat een mengventiel geen koud water bij mengt als de temperatuur onder de 60 graden is?

Hallo Ad,

Ik denk dat je inderdaad gelijk hebt, dat de spiraal (warmtewisselaar) dus aan het collector circuit zit.
En in het vat zit dan \gewoon\ tapwater
Uit de handleiding van de zonneboiler was me dat niet duidelijk geworden.
Bedankt voor de correctie op dit punt.

Het mengventiel zou geen koud water mogen bijmengen als het inkomende water kouder is dan 60 graden.

Hallo,
Ik hoop dat de zonneboiler geen tapwater bevat, maar dat het tapwater via een warmtewisselaar (spiraal) opgewarmt wordt.
als de boiler gevuld is met tapwater dan loop je het risico op legionella bacterien, vooral in de jaargetijden dat er minder zon is.
Om in een voorraadvat met warm tapwater legionella te voorkamen moet de temperatuur regelmatig boven de 60 graden komen.

Naar aanleiding van commentaar 4 (en 5), is de tekst van het artikel op dat punt aangepast.

@ Chris,

Over het onderwerp bacteriegroei in zonneboilers, heb ik het volgende TNO rapport gevonden:
http://www.senternovem.nl/mmfiles/030707%202020-01-12-12-002%20TNO%20Microbiologische%20Veiligheid_tcm24-198332.pdf

Daaruit blijkt dat het erg meevalt.
Van belang zijn wel o.a. de constructie van het vat (geen dode hoeken) en de gebruikte materialen.
En verder een goede dimensionering van het systeem, maximaal 30 liter water in het voorraadvat per GJ systeemvermogen.
En een orientatie van de collector tussen zuid-oost en zuid-west.

Ook bij mijn AGPO zonneboiler is het zo dat het vat tapwater bevat. Het boilercircuit bevat maar enkele liters water (evt. glycol). Juist om legionella te voorkomen zal de CV-combiketel het warm tapwater altijd naverwarmen indien het met minder dan 60 graden de combiketel in stroomt (mijn AGPO ketel doet dat tenminste zo). Zodra het met meer dan 60 graden de ketel in gaat, slaat deze niet aan.
Het mengventiel had ik oorspronkelijk niet, dit heb ik bij laten plaatsen om ongelukjes te voorkomen. In de zomerdag stijgt de temperatuur van het hete tapwater anders zo snel bij het laten doorlopen van de warme kraan, dat je je zou kunnen verbranden als je er niet op verdacht bent (kinderen, gasten). Het mengventiel leidt niet tot rendementverlies doordat het alleen boven ca. 65 graden koud water gaat bijmengen.

de legionella bacterie groeit exponentieel snel naarmate de temperatuur verhoogt tussen de 30 en 55°C. Boven de 55° sterft die af om bij 65°C nog enkele minuten te overleven.In België zijn de richtlijnen ook zo dat je minstens eenmaal per week de volledige boiler (gedeelte dat warmt) op die temp brengt. Ik denk dat de warmtepompboilier in de BENELUX van een bijkomend verwarmelement worden voorzien mét een cyclusprogramma om aan de wetgeving te voldoen. Neem hier geen risico’s, t is niet om mee te lachten bij problemen.
O ja, het warmtevermogen van de HR ketel voor opwarming van tapwater: werd hier niet een foutief getal neergepoot? De ketel is voor tapwater toch niet aan het condenseren.

Hallo Marc,

Voor deze ketel kan in in de informatie alleen een rendement vinden van 109,4%, of- en hoeveel het rendement voor tapwater daarvan afwijkt wordt niet gegeven.
Wel dat de ketel voor tapwater voldoet aan de HRww norm, die stelt dat het rendement op tapwaterverwarming minstens 80% van de onderwaarde moet zijn.
Mocht hij daar net aan voldoen, dan besparen we met de zonneboiler:
4,5 / (0,8×0,03165) = 177,7 kuub gas per jaar.
Dus een hogere besparing dan vermeld.

@ J. en Dick:
Klopt, ik bespaar met die investering ongeveer 60% ten opzichte van mijn oude, dubbelstokende, Buderus van 1971.
Als je dan rekent dat ik nu “nog maar” 2700m³ per jaar verstook…
Het aandeel zonneboiler in de aanschaf was relatief laag, nog geen 25% van de totale prijs, maar daar zit wel de grootste besparing: gemiddeld ongeveer 6m³ gas per dag tot wel 10m³ bij mooi weer.
Dus ik heb t ding zo terug verdiend.

(in Duitsland liggen de gasprijzen overigens iets hoger…)

@MarijnvZ 6m3 gas besparen voor warm water per dag is wel heel erg veel. Gebruik je misschien heel veel warm water en zoja, heb je dan aanvullende maatregelen genomen om het zonneboileraandeel in het warm water zo hoog te krijgen?

Wanneer je in Belgie gebruik maakt van de verschillende subsidies kost een zonneboiler in bepaalde gemeentes niets. Daar kennen ze geen eens TVT

@MarijnvZ,

Ik ondersteun de conclusie van Peter. Metingen wijzen uit dat het douchen met de thermostaatkraan op 38 graden ongeveer 0,050 kuub gas per minuut gebruikt. Een bad vullen kost circa 0,8 kuub gas.
Als je 6 kuub gas bespaart per dag aan tapwaterverwarming, zou dat overeenkomen met 120 minuten douchen. Dat lijkt me wel erg veel.

@ ArieG en Peter:

ik had voorheen een aparte boiler in de kelder staan die de hele dag dat water stond warm te stoken met een rendement van 50% of zo. Ketel was ook slecht geïsoleerd, de kelder was de warmste ruimte in huis zo ongeveer :D.
Nu wordt het water eigenlijk voor het grootste deel verwarmd door de zonneboiler, behalve bij zwaarbewolkte lucht en gebruik ik in het meest gunstige geval ongeveer 60 liter gas per dag.
Afgelopen weekend stond de verwarming uit omdat we weg waren (dus op 10C) en is er in 2 dagen tijd ongeveer 140 liter gas gebruikt. Dit was voorheen (dus in 2009) zomaar 6000 tot 8000 liter… En als je dan met 4 mensen douchet moet je nog veel meer stoken, zomer en winter, dat water moet toch naar 65C.
Het gaat tenslotte niet alleen om wat je gebruikt aan water…

@ ArieG
Oh nog dit:
Onze thermostaatkraan staat niet op 38C, ik kan nu met een gerust hart lekker op 45C douchen… 😛 Hoe kom jij dan uit met je berekening?

@Dick: let er op dat de 109% rendement bereikt wordt bij gebruik van de ketel op onderwaarde. in de handleiding staat daarvoor een CV aanvoer temperatuur van 36 graden C en een retour temperatuur van 30 graden C.
Als je daar dus qua temperatuur (ver) boven gaat zitten, zul je niet de 109% rendement gaan behalen/benaderen.
dus tip: omlaag met de CV maximum temperatuur en laag en traag sudderend stoken voor max. rendement 😉

sinds kort heb ik mij Atag Qsolar voorzien van sensoren, waaronder de aanvoer en reetourtemperaturen van het CV-circuit. Kun je mogelijk vergelijken 🙂

Ik heb in 2009 een zonneboiler geplaatst, 65 heatpipes. Kombivat 600 l. (450 l warmtevoorziening/ 150 l warmwater). Naverwarming voor warm water middels een doorstroomverhitter 3500W/220V als het water in de boiler te koud is. Investering € 4700 subsidie € 2250 Nettoprijs €2500,= Daar komen nog wat buizen en de doorstroomverhitter bij. Dus € 3000,= ongeveer. Later een pelletkachel aangesloten voor € 3000,= Werd vooral duur door het koper.
Verbruik gas is 0. Pellets kosten me € 400 per jaar.
Zonnepanelen dekken mijn volledige stroomvoorziening.
Lust iemand nog peultjes?

Duidelijk verhaal. Hoewel ik vrees dat een en ander wel wat optimistischer wordt voorgesteld dan in werkelijkheid zal blijken. Ik ben op zoek naar een systeem (combiketel?) voor verwarming en warm tapwater. Maar ik zie door de bomen het bos niet meer. Wat is wijs? Nu doen of liever nog een jaartje wachten? Want dan zijn er misschien weer (veel?) betere systemen op de markt?

Ik laat dit jaar zonnepanelen plaatsen, en nu zit ik er over te denken in 1 moeite ook een zoneboiler te laten plaatsen.
Maar ik twijfel nog of het idd wel voordeliger is voor het milieu aangezien er contant water warm gehouden wordt.
Ik ben echt een leek wat betreft boilers, ik zie dat het artikel al oud is maar wellicht kunt u mij alsnog vertellen hoe het. Is een zonneboiler beter voor het milieu als een combi ketel waarbij het water alleen verwarmt wordt als er vraag naar is.

Hallo Bianca,

Bij mijn zonneboiler wordt het water in de zonneboiler alleen door de zon verwarmd, er is dus geen gas nodig om de zonneboiler warm te houden.
Als je de warm water kraan openzet, gaat het water uit de zonneboiler eerst nog door de combiketel die het -indien nodig- verder opwarmt naar 60 graden.
Alles wat de zonneboiler al heeft voorverwarmd, hoeft de combiketel niet meer (met gas) te verwarmen.
Dus je bespaart gas, en het verwarmen en op temperatuur houden van de zonneboiler gaat met zonlicht en kost dus geen gas.
Al met al minder gasverbruik, en beter voor het milieu.

Hoi Dick

Dank je voor je snelle reactie, dit klinkt erg interessant en zeker ook goed voor het milieu.
Ik ga vragen of een dergelijk systeem bij mij ook mogelijk is.

Groetjes Bianca

Geef een reactie

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