mogelijkheden voor optimale temperatuur

Voorbeeldinstallatie zonne-collector

Na het succesvolle experiment van vorig jaar met de warmtepomp is het dit seizoen het jaar van de zonnecollector! In dit artikel wordt een voorbeeldinstallatie weergegeven die gebaseerd is op "heatpipes" zoals deze op dit moment in gebruik is op mijn vijver en quarantaine-systeem. Het systeem is ontwikkeld in samenwerking met Zonneboiler-Huis op basis van ruimschoots bewezen componenten uit de verwarmingsindustrie en is nu ook geschikt gemaakt voor de vijver-hobby.

Componenten


De basis-installatie bestaat uit de volgende componenten:

  • de buiscollector bestaande uit 30 heatpipes
  • de elektronische regeling voor de aansturing van de verwarmingsinstallatie
  • het expansievat voor het opvangen van drukverschillen
  • de pompgroep die gebruikt wordt voor het rondpompen van de vloeistof door het systeem heen.
  • leidingwerk voor de aanvoer en retour
  • een 3-weg klep voor de gescheiden aansturing van de vijver zelf en de quarantaine-voorziening voor de ontwikkel-experimenten

Omdat de installatie is voorzien van een vorstbeveiliging en er geen vloeistof door de collector zelf gepompt hoeft te worden (zoals bij een vlakkeplaat-collector) is de installatie afgevuld met water. De buiscollector heeft een oppervlakte van ongeveer 4 vierkante meter en is geplaatst op het dak van de woning van waaruit dubbel geïsoleerde leidingen naar de lokatie worden gebracht. De leidingen zijn afgemonteerd in de vernieuwde quarantaine-voorziening waar de overige componenten van de installatie zijn aangebracht. De warmte-afgifte wordt gerealiseerd op basis van 22mm RVS-spiralen die zijn aangebracht in de quarantaine-voorziening en in de filterinstallatie van de vijver zelf:

ThermoPond PlaatsingThermoPond geplaatstThermoPond machinekamer

Verwachtingen


De installatie is in overleg met de leverancier samengesteld, en is gericht op het ondersteunen van de seizoenen. Hierbij is als uitgangspunt het onderstaande verwarmingsschema genomen:

Verwarmingsschema

Met de installatie is het mogelijk om de koi voor een periode van minimaal 5 maanden een zomerse ontwikkel-temperatuur te bieden, waarbij het voorjaar en najaar gebruikt wordt om de temperatuur gericht te laten stijgen en dalen. Met name in het voorjaar is het van belang om niet al te lang in de temperatuurzone van 10-15 graden te blijven zitten, de koi als seizoensdier moet in het voorjaar zijn metabolisme op gang brengen en daarmee zijn/haar weerstand op peil brengen en dit gaat het beste met wat hogere watertemperaturen (boven de 15 graden). In de temperatuurzone 10-15 graden zijn met name parasieten een gevaar omdat de weerstand van de koi nog niet op peil is door een opstartend metabolisme.

Het effect van ondersteunende verwarming op de ontwikkeling en groei van koi is enorm! In het Nederlandse klimaat komt het helaas zelden voor dat de ideale ontwikkel-temperatuur van 24-26 graden voor lange tijd op natuurlijke wijze gehandhaafd kan worden. Aangezien het verwarmen van water altijd energie kost, is het verwarmen van water met behulp van deze oplossing ook economisch het meest rendabel! Additionele kosten zijn er praktisch niet, behoudens de stroomkosten van de pompgroep waarin een CV-pomp is opgenomen met een maximaal opgenomen vermogen van 50 Watt als deze in de hoogste stand wordt afgeregeld, waarbij de laagste stand (die afdoende is voor het zomerseizoen) slechts 20 Watt verbruikt (!). En deze kosten worden alleen gemaakt als er warmte wordt gevraagd en de collector deze kan leveren, de elektronica schakelt op dat moment de installatie aan.

Duurzaamheid


Met behulp van de installatie van de installatie is een zeer duurzame oplossing beschikbaar gekomen voor de koi-hobbyist om vijvers en grote waterbekkens CO2-neutraal te kunnen verwarmen. De hierboven besproken voorbeeldinstallatie is een basis-installatie die op vele vijvers in Nederland afdoende is. De oplossing is schaalbaar en eenvoudig uit te breiden, afhankelijk van eisen en wensen van de hobbyist. En zegt u nou zelf, als u als hobbyist de seizoenen kan ondersteunen en bijsturen wanneer de natuur het een beetje laat afweten zonder terugkerende kosten… precies!

Zonne-collector: de buiscollector (vacuum)

Naast de "vlakke plaat" collectoren om zonnewarmte om te zetten in warmte voor uw vijver bestaat er ook een tweetal typen buiscollectoren. Een buiscollector bestaat uit separate glazen buizen, die middels een thermische coating warmte kunnen opvangen. Doordat de buis vacuüm is, wat bekend staat als de beste isolator die men kan bedenken, wordt middels een speciale vloeistof de warmte getransporteerd. Er zijn twee typen buiscollectoren:

  • de U-buis collector ("direct flow")
  • de warmtepijp-collector ("heatpipe")

In het vervolg van het artikel wordt verder de werking beschreven van deze twee typen buiscollectoren.

De U-buis collector ("direct flow")


Bij een direct flow collector wordt gebruik gemaakt van een antivries die direct door de buizen heen wordt getransporteerd. De speciale coating van de buizen zorgt hierbij voor maximale warmte-opvang dat wordt doorgegeven aan een intern koperen buizen-stelsel. In onderstaande afbeelding wordt de werking van de direct flow collector gepresenteerd:

Zonne-collector op basis van U-bocht principe (Vacuum)

Door de vloeistof door de leidingen te transporteren middels een pomp wordt de warmte die is afgegeven aan de vloeistof buiten het paneel gebracht. Deze warmte kan dan bijvoorbeeld middels een warmtewisselaar of een spiraal worden afgegeven aan uw vijverwater. Onderstaande afbeeldingen zijn detail-opnames van het buizenwerk en de glazen buis:

Zonne-collector glazen buisZonne-collector leidingenwerk van U-bocht principe

De heatpipe buiscollector


Een tweede variant van de buiscollector is de de zogenaamde "heatpipe" buiscollector. Hoewel er zeker gelijkenis is met de direct flow collector (beiden werken immers met vacuüm buizen waarin een vloeistof zorgt voor transport van warmte) is de werking toch net iets anders. Heatpipes zijn ook vacuümbuis collectoren, alleen bevindt zich in de heatpipe een speciale vloeistof/damp mengsel in een gesloten koperen pijp. De warmte stijgt op (de collectoren moet dus altijd onder een minimale hoek van 20 graden geplaatst worden) en wordt aan de bovenkant van de pijp afgegeven aan de vloeistof (antivries) in de verzamelbuis zie zich aan de bovenkant van het paneel bevindt. Dit geschiedt door warmte-overdracht door het koper heen zodat beide vloeistoffen gescheiden blijven van elkaar.

De voordelen hiervan zijn dat er weinig vloeistof massa opgewarmd hoeft te worden en de collector reeds bij lage instraling (zoals bewolkte dagen) sneller warmte gaat afgeven dan bijvoorbeeld een direct flow vacuümbuis of een vlakkeplaat-collector. Een klein nadeel van dit type collectoren is het warmteverlies door de overdracht maar dit is marginaal. In onderstaande afbeelding staat de werking van de heatpipe afgebeeld:

Collector-buis op basis van een heatpipe

Een groot voordeel van de direct flow buiscollector is dat deze (als enige) horizontaal geplaatst mag en kan worden. Vanwege het mechanisme van een heatpipe, waarbij een vloeistof in gasvorming naar boven stijgt en de warmte transporteert, is de minimale hoek hier 20 centimeter. Met name voor situaties waar een zonne-collector het aangezicht sterk zou beïnvloeden zou dit een belangrijke overweging kunnen zijn. Aan de andere kant hangt heel Nederland zijn huis vol met design-radiatoren die het uiterlijk hebben van… een buiscollector. Esthetisch is het dus een persoonlijke overweging, belangrijk is om goed naar de ligging van uw vijver te kijken om het potentieel van de collector optimaal te kunnen benutten.

Koi-Ontwikkeling.info gebruikt cookies en scripts van Google om uw gebruik van onze websites geanonimiseerd te analyseren, zodat we functionaliteit en effectiviteit kunnen aanpassen en advertenties kunnen tonen. Ook worden cookies en scripts van Facebook, Twitter, en Google gebruikt om social media integratie op onze websites mogelijk te maken.

Indien u hiermee niet kan instemmen dient u uw browser direct af te sluiten en de website niet te gebruiken. Meer informatie kunt u lezen in de Cookie- en privacy-verklaring.