Verwarmen | Alle belangrijke aspecten omtrent het verwarmen van uw vijver

Verwarmen

mogelijkheden voor optimale temperatuur

Verwarmen: alle aspecten omtrent het verwarmen van uw vijverwater

Temperatuur heeft een enorme invloed op de ontwikkeling van koudbloedige dieren als uw koi. Naarmate de watertemperatuur hoger wordt versnelt het metabolisme van de koi en worden voedingsstoffen beter opgenomen en verwerkt. Zonder een goede temperatuur groeien koi niet optimaal, en zal het maximale potentieel van de koi niet benut kunnen worden. Zonder het verwarmen van uw vijver bent u aangewezen op de grillen van de natuur.

Op deze schap vindt u allerlei artikelen over het verwarmen van uw vijverwater en de effecten daarvan op de ontwikkeling van uw koi. Verwarmen van uw vijver, in de breedste zin des woords, is een persoonlijke keuze maar wij proberen u te voorzien van zoveel mogelijk informatie om deze keuze te ondersteunen!

Aansluitschema voor een zonnecollector (buis)

Regelmatig ontvangen wij berichten over ons zonne-collector experiment, waarbij een systeem is ontworpen dat in staat is om zowel een vijver als een quarantaine-voorziening op warmte aanstuurt. Hierbij wordt optimaal gebruik gemaakt van de verschillende componenten om op deze manier de kosten van een dergelijk systeem te beperken door gemeenschappelijke onderdelen te gebruiken. Door middel van een elektronische regeling een 3-wegklep is hierbij een 2-zone systeem gerealiseerd, waarbij één zone tegelijkertijd actief kan zijn. Welke dat is wordt bepaald door de controller op basis van de ingestelde onder- en bovengrenzen van de temperatuur en de actuele temperatuur die doorgegeven wordt via temperatuur-probes. Zo opgeschreven klink dit ingewikkeld, maar het is juist een zeer overzichtelijk systeem en in dit artikel kun u dan ook het detail-aansluitschema bestuderen om uw eigen installatie te verbeteren of op te bouwen.

Hoewel wij deze opstellen hebben gerealiseerd als een succesvol “proof of concept” raden wij u aan om een dergelijk systeem niet te delen over verschillende waterbekkens die op verschillende momenten warmte vragen (zoals zij hebben gedaan in de proof of concept). Zo vraagt een quarantaine vaak in een ander jaargetijde wat warmte, en is de hoeveelheid water ook exponentieel kleiner (bij veel hobbyisten is dit 10-20% van de vijvercapaciteit) waardoor de snelheid van verwarmen sterk verschilt. In de zomer is het juiste vijver die alle aandacht vereist (zie ons verwarmingsschema) en kun je alle warmte daar praktisch wel kwijt. Het is niet goed mogelijk om een dergelijk systeem te “tunen” omdat er geen controle is over het warmte-aanbod, er wordt immers direct warmte afgegeven via spiralen en er is geen “buffermogelijkheid” van warmte. Daardoor is het aanbod van warmte te onvoorspelbaar om te verdelen, voor het verwarmen van een enkele waterbekken is dat geen probleem omdat alle warmte niet verdeeld hoeft te worden.

In onderstaande afbeelding vindt u het aansluitschema. Wij kunnen u helaas niet helpen aan artikelnummers of bestelnummers, raadpleeg hiervoor de specialisten (bijvoorbeeld op internet). Er zijn verschillende shops die gespecialiseerd zijn op het gebied van zonnewarmte, zij kunnen u exacte types adviseren en zijn op de hoogte van de allerlaatste ontwikkelingen en “tweaks”.

Aansluitschema buiscollector

Huidige temperatuursoverzichten

Hieronder vindt u allerlei statistieken omtrent de verschillende maanden en jaren (tot en met 1998). In onderstaande afbeelding worden de temperaturen weergegeven zoals deze zijn gemeten op weerstation "De Bilt". Onderaan de afbeelding kunt u de temperatuurstatistieken opvragen voor verschillende maanden en jaren. De getoonde temperatuur-grafiek is de actieve maand, deze wordt elke dag automatisch bijgewerkt zodat u eenvoudig voor de huidige maand de ontwikkelingen van de temperatuur kunt bekijken.





Zonne-collector: direct flow systeem

In een eerder artikel is reeds geschreven over de kenmerken van een vlakke plaat of buis-collector. In dit artikel vindt u meer informatie over een van de twee varianten van de buis-collector, namelijk de Direct Flow (DF) collector:

Direct flow collector onderdelen

Het unieke van het DF Systeem, is dat het volledig horizontaal of verticaal kan worden geïnstalleerd. De optimale hellingshoek voor instraling van de zon, wordt bereikt door het draaien van de buizen in de gewenste richting. Het DF systeem is daarom uitermate geschikt bij een plat dak-, reling- of gevelbevestiging. Waar bij een vlakke plaat of buis-collector de gehele unit in een hellingshoek geplaatst wordt (gericht naar de zon), is bij een DF-systeem iedere buis (tube) voorzien van een hellend vlak dat richting de zon wordt geplaatst. In onderstaande afbeelding ziet u daar een detail-opname van:

Direct Flow interne reflectie-tube

De opbrengst van een dergelijk systeem is in de praktijk verschillend van een vergelijkbare vlakke plaat of buis-opstelling omdat het oppervlakte wat zonnestralen kan opvangen kleiner is per tube. Wel zijn deze groter uitgevoerd, wat helaas ook de prijs ietwat negatief beïnvloed ten opzichte van een concurrerende opstelling.

Tussenstand van het zonnecollector experiment

Nu het seizoen zo langzamerhand het einde gaat naderen en de warmte weer langzaam naar het zuiden toe vertrekt is het een goed moment om een tussenevaluatie te doen van de zonnecollector. In een e ThermoPond oplossing: voorbeeldinstallatie van een zonne-collector">eerder artikel is een voorbeeldinstallatie beschreven die vanaf het prille begin van de lente haar capaciteiten kan tonen op de privé-vijver. Deze vijver ligt in de schaduw en wordt slechts voor een klein gedeelte beschenen door de zon, zodat precies ingeschat kan worden wat de toegevoegde waarde van de zonnecollector is geweest. In dit artikel worden die eerste bevindingen met u gedeeld, en wordt een doorkijkje gegeven naar de verwachtingen voor het na-seizoen. Alvast een tipje van de sluier: de resultaten zijn goed, maar er is een aantal interessante bevindingen te delen.

Voor het volledige artikel klikt u hier..

.Heatpipe zonnecollector Lees meer...

Warmtepomp: operationele kosten

Operationele kosten van een warmtepomp


In het seizoen 2011 heeft een warmtepomp van de firma Ekotez de vijver gedurende de periode april tot en met oktober verwarmd. Deze periode is een totaal archief aangelegd met betrekking tot het stroomverbruik van dit apparaat en de resultaten van het gehele seizoen worden u in dit artikel gepresenteerd. De specificaties van de gebruikte warmtepomp vindt u in onderstaande afbeelding.

Ekotez W040 warmtepompEkotez W040 specificaties

Aan de hand van het verwarmingsschema is gedurende de periode april tot en met oktober de warmtepomp ingezet om de geoogde watertemperaturen te realiseren. Omdat deze warmtepomp de warmte uit de buitenlucht onttrekt en teruggeeft middels een spiraal is het een ideale toevoeging om uw koi een echt zomerseizoen te bieden. Het nadeel van een warmtepomp is dat deze, in tegenstelling tot bijvoorbeeld een zonne-collector, een bepaalde hoeveelheid energie nodig heeft om de componenten voor het onttrekken van warmte aan het werk te houden. Om inzicht te verkrijgen in deze kosten is gedurende deze periode het stroomverbruik per uur gemeten, en online gepubliceerd op de speciale pagina "Energieverbuik LIVE". Op basis van de verzamelde gegevens bespreekt dit artikel de resultaten op basis van de meetgegevens en de gemiddelde buitentemperatuur. De zomer van 2011 staat niet echt te boek als een geweldige zomer, des te interessanter is het om de kosten eens diepgaand te analyseren!

Overzicht van kosten


In onderstaande afbeeldingen vindt u per maand de geaggregeerde meetgegevens terug, met daarnaast de temperatuurstatistieken:

April 2011
Kosten april 2011 Temperatuur april 2011

Mei 2011
Kosten mei 2011Temperatuur mei 2011

Juni 2011
Kosten juni 2011Temperatuur juni 2011

Juli 2011
Kosten juli 2011Temperatuur juni 2011

Augustus 2011
Kosten augustus 2011Temperatuur augustus 2011

September 2011
Kosten september 2011Temperatuur september 2011

Oktober 2011
Kosten oktober 2011Temperatuur oktober 2011

Uit de statistieken is een aantal conclusies te trekken:
  • het voorjaar was qua temperatuur prima voor elkaar, maar de zomer was te koud en te fris. Wel was er nog een aardige nazomer die startte aan het einde van augustus
  • het verbruik van de warmtepomp fluctueert per maand
  • er lijkt een oorzakelijk verband tussen een warme maand en een laag verbruik. Dit is een causaal verband: naarmate de buitentemperatuur hoger is kan een warmtepomp met minder energie dezelfde hoeveelheid warmte uit de buitenlucht betrekken waardoor het verbruik van stroom wordt geminimaliseerd
  • het verbruik is in de eerste maand (april) redelijk laag terwijl er volgens het verwarmingsschema juist dan flink verwarmd moet worden om snel naar de 18 graden te kunnen gaan. De oplettende lezer ziet echter dat de statistieken pas gestart zijn op 11 april, en daardoor zijn de kosten ook niet inzichtelijk voor de gehele maand. Het is helaas niet gelukt om het verzamelen van data voor die tijd te starten zodat het een gebroken maand is geworden
  • verwarmen kost geld. En dat is op zich ook een logische conclusie omdat er nu eenmaal iets extra's nodig is om warmte te genereren die in het vijverwater gestopt kan worden

Als we alle kosten per maand voor de periode april tot en met oktober bij elkaar optellen (of per week presenteren) dan ontstaat de volgende grafiek:

Totale kosten van april tot en met oktober

De totale kosten voor deze 6 maanden verwarmen volgens het verwarmingsschema zijn uitgekomen op 488 euro en 36 eurocent.

Sterke en minder sterke punten


De warmtepomp is in de gehele periode een betrouwbare partner gebleken als het gaat om het ondersteunen van de seizoenen. Ook in de wat koudere maanden is het gelukt om tegen wat extra energiekosten geen grote concessies te doen aan het verwarmingsschema. De koi hebben het afgelopen seizoen dan ook een ontwikkeling laten zien die niet eerder in mijn vijver heeft plaatsgevonden. Hele goede groei, sterke ontwikkeling van lichaam, en…. gezonde koi omdat het metabolisme en weerstandsniveau van de koi optimaal functioneert bij hogere temperaturen! Een indirect nadeel van deze ontwikkeling is dat de hoeveelheid voer die vorig jaar is aangeboden gestegen is van 30 naar 50 kilo. Niet direct een "nadeel" van de warmtepomp maar meer een gevolg van de keuze om de temperaturen te optimaliseren en de koi een echt ontwikkelseizoen te gunnen Winking

Zijn er dan geen nadelen aan een warmtepomp? Ja, een nadeel dat genoemd moet worden is de hoeveelheid achtergrondlawaai van de grote ventilator die gebruikt wordt om de buitenlucht aan te zuigen. Een warmtepomp is in ieder geval geen apparaat dat kort naast je terras geplaatst moet/kan worden. Hoewel het geluid monotoon is en dus na verloop van (korte) tijd niet meer wordt opgemerkt is het aan- en afschakelen wel een moment van herkenning. Een warmtepomp plaatst men dan ook het liefst wat verder weg, dit is ook een van de redenen waarom deze warmtepomp is voorzien van een 5 meterslang naar de spiraal toe. Een ander nadeel is natuurlijk het onvermijdelijke energie-verbruik. Of deze te hoog, te laag, of in het midden zit is natuurlijk door de eigenaar te bepalen. Er zijn oplossingen die qua "running costs", oftewel de terugkerende kosten, meer hobbyist-vriendelijk zijn maar dat is voor een volgend experiment!

Conclusie


Ik hoop u middels dit experiment voldoende inzicht gegeven te hebben in de kosten van het verwarmen op basis van een warmtepomp. Voor de kosten van een kwalitatief hoogwaardige tosai kunt u uw koi gedurende een periode van vijf a zes maanden een optimale temperatuur aanbieden die directe weerslag heeft op de ontwikkeling van uw koi. Met een goede ondersteuning van temperatuur optimaliseert u het ontwikkelpad, en staat ook u versteld van de mogelijkheden die er zijn (ook op relatief kleine vijvers). Koi die al zeker twee seizoenen niet meer groeiden bij mij hebben dit weer opgepakt, en door de toegenomen eetlust is er een duidelijke toename van gewicht en bouw. Daarmee komt de koi veel meer in balans en wint een extra dimensie: gracieuze koi, sierlijk bewegend in het water als rust-element in uw vijver!

Voorbeeldinstallatie zonne-collector

Voorbeeldinstallatie van een zonnecollector


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: vlakke plaat of buis?

Zonne-collector: vlakke plaat of buis?


Zoals in het artikel met betrekking tot de vlakkeplaat-collector en de buiscollector is beschreven is het doel van beide typen hetzelfde: het opwarmen van een vloeistof om deze warmte middels een pompje te verplaatsen naar een plaats om de warmte middels een warmte-wisselaar of spiraal af te geven aan uw vijverwater. Dit artikel beschrijft enkele voor- en nadelen van beide systemen.

Efficiëntie


Een buiscollector, werkend met een vacuüm ruimte in de buis, is een zeer goede isolator en verliest daardoor minder warmte. Toch is de opbrengst per vierkante meter niet hetzelfde als de opbrengst per vierkante meter van een vlakkeplaat-collector. Immers, doordat de collector bestaat uit verschillende losse buizen zal zonlicht altijd tussen de buizen door kunnen schijnen en niet opgevangen kunnen worden. Over het algemeen kan men stellen dat een vlakkeplaat-collector daardoor altijd een iets hoger rendement heeft. Toch is dit niet in alle gevallen zo, en dat heeft te maken met het type zonlicht dat er is.

Diffuus en direct zonlicht

Het is belangrijk te realiseren dat een vlakkeplaat-collector in een vast hoek geplaatst wordt om optimaal beschenen te kunnen worden. Daarmee wordt het rendement gemaximaliseerd, maar toch kleven daar nadelen aan. Het belangrijkste nadeel is dat de stand van de zon niet gedurende het jaar hetzelfde is. In de zomer staat de "koperen ploert" hoog aan de hemel, terwijl deze in de winter ergens boven de horizon beduidend lager hangt. Als de hoek van de zon ten opzichte van de collector niet hetzelfde is, is ook het rendement niet hetzelfde.

Kijken we naar de toepassing voor ons hobbyisten dan willen wij graag een stabiele warmte in de zomer afleveren, de pieken en dalen van het voorjaar en najaar stabiliseren, en de winter de vijver zo kort mogelijk in "de winterstand" van om en nabij de 8 graden houden. In al deze gevallen geldt dat de collector meer warmte moet opleveren dan er gevraagd wordt om dit te realiseren. Kijkend naar de seizoenen dan geldt dat er in de zomer veelal direct zonlicht is (linker afbeelding), maar in de koudere perioden het licht veel meer diffuus is (rechter afbeelding). Diffuus licht (licht dat van verschillende kanten lijkt te komen) kan met name door een buiscollector effectief opgevangen kan worden, een vlakkeplaat-collector heeft immers niet de mogelijkheid van een ronde buis. De ronde vorm en de speciale coating en reflectie zorgen ervoor dat het licht altijd optimaal kan doordringen tot het middenwerk middels weerkaatsing:

Buiscollectoren en de verwerking van direct zonlichtBuiscollectoren en de verwerking van diffuus zonlicht

Hieruit kan men ook meteen concluderen dat een buiscollector beter in staat is om diffuus licht te verwerken. En dat is met name van belang naarmate de zon dichter bij de horizon staat (najaar, winter en voorjaar). Optimaal benutten van diffuus licht is praktisch niet goed mogelijk door een vlakkeplaat-collector vanwege de vorm, waardoor geconcludeerd mag worden dat de efficiëntie van een buiscollector gedurende de koudere seizoenen en bewolkte dagen dan ook een factor beter is!

Duurzaamheid


De levensduur van de collectoren zelf en de componenten van het systeem kan verschillen. De buiscollector heeft als voordeel dat de individuele buizen bij een defect vervangen kunnen worden en het systeem als totaal systeem kan blijven doordraaien. Dit geldt dan voor systemen die werken op basis van een heatpipe, omdat men gewoon de heatpipe ontkoppelt en afsluit. Bij een direct flow buiscollector of een vlakkeplaat-collector heeft met dit voordeel niet. De eerste versies van een heatpipe kenden geen dubbelwandige pijpen en verloren na een aantal jaren hun capaciteit bij de aanhechting met de pijp, maar dit met de moderne dubbelwandige buizen niet meer mogelijk tenzij het glas breekt. De levensduur wordt tegenwoordig dan ook ver voorbij de 25 jaren aangegeven.

Wat wel een aandachtspunt is, is de temperatuur van het systeem. Vlakkeplaat-collectoren hebben de eigenschap dat, zodra de collector warmer wordt, een lager vermogen gaat afgeven. Dit is het geval wanneer de vijver geen warmte vraagt en er dus ook geen warmte getransporteerd wordt, maar de boel wel lekker onder het zonnetje op blijft warmen! Dit fenomeen heet het "zelfremmend vermogen" wat als voordeel heeft dat het totale aantal collectoren op een systeem vergroot kan worden zonder neveneffecten. Een buiscollector kent dit fenomeen niet en wordt in de praktijk dan ook veel heter. De constructie is hierop natuurlijk wel berekend maar het heeft wel zijn effect op de overige componenten in het systeem omdat deze een grote warmte-tolerantie moeten hebben.

Uitbreidbaarheid


Beide oplossingen zijn prima uitbreidbaar door panelen te koppelen en zo het rendement en vermogen te kunnen vergroten. Om u een idee te geven omtrent benodigde oppervlakte: voor een 15-20 m3 aan water effectief te kunnen verwarmen heeft u in alle gevallen ongeveer 2m2 oppervlakte nodig. Voor een vijver van 30-40 m3 verdubbelt dat dus. In de praktijk valt dit qua ruimte dus erg mee, temeer daar uw paneel niet direct bij de vijver hoeft te staan, en een efficiënte opvoerhoogte van 6 meter geen enkel probleem is.

Kosten


De hamvraag blijft natuurlijk hoe de kosten zich verhouden tussen een vlakkeplaat- en een buiscollector? Om met de deur in huis te vallen: eigenlijk is dit lood om oud ijzer, de prijzen zijn vergelijkbaar wanneer men kijkt naar de verhouding kosten/rendement. De kosten van een collector van om en nabij de 2m2 zijn alleszins redelijk, en daarmee biedt het de hobbyist een prima basis om tegen praktisch geen terugkerende kosten uw koi optimaal te laten ontwikkelen op de juiste temperaturen en daarmee de omstandigheden te bieden die zij verdienen!

Laat uw gedachte er eens over gaan, en investeer in een degelijke verwarming. Koop een of een paar visjes minder, en haal meer uit uw bestaande populatie op een wijze die EN duurzaam is EN daarnaast zeer voordelig: zonne-collectoren hebben een heden en hebben een toekomst!





Componenten van een systeem op zonnewarmte

Componenten van een systeem op zonne-warmte


Wanneer men besluit om de gratis warmte van de zon te gebruiken om een vijver te verwarmen popt meteen de hamvraag op: wat is er nu precies benodigd om dit op een goede manier te doen. Eigenlijk is het met een dergelijk systeem net zoals met zoveel andere systemen, men moet gebruiken wat nodig is en meer niet. En dat geldt zeker in het geval van het toepassen van zonnewarmte op uw vijver.

De componenten die minimaal benodigd zijn betreffen:
  • een zonne-collector, hetzij een vlakkeplaat- of een buiscollector
  • een regel-unit die bepaalt wanneer er warmte getransporteerd moet worden (thermostaat)
  • een verwarmingspompje om vloeistof in beweging te brengen om de warmte te transporteren
  • een warmte-afgifte apparaat in de vorm van een warmtewisselaar of een spiraal om de gegenereerde warmte over te brengen naar uw vijver

Onderstaande afbeelding is een representatie van een configuratie, waarbij gebruik gemaakt wordt van een boiler als opslagstation (zie hiervoor de sectie "Uitbreidingen op uw systeem" in dit artikel):

Basisopstelling van een verwarming op basis van een zonne-collector


In de basis is dit een heel simpel systeem. En simpele dingen doen het vaak het beste! Maar het systeem is zoals boven beschreven nog niet geheel bedrijfszeker. Bovenstaande afbeelding is een typische installatie voor het verwarmen van een buffervat met water, wat vervolgens aangewend kan worden om te douchen, af te wassen, of om een verwarming in huis te ondersteunen. Bij het toepassen op een vijver wordt veelal geen gebruik gemaakt van een boiler, wij kunnen de vijver zelf immers als een "boiler" zien. Echter, de temperaturen die wij hanteren liggen natuurlijk vele graden lager wat betekent dat zonnecollector-systemen op vijvers niet permanent zullen draaien. Er zijn dan ook nog twee factoren waar terdege rekening mee gehouden moet worden, namelijk:

  • Het gevaar van bevriezing van de vloeistof in het systeem wanneer het systeem niet draait en de vloeistof "stil staat" (de vijver niet vraagt)
  • Het gevaar van overdruk door permanente opwarming door de collector waardoor vloeistoffen overgaan in gasvormige toestand


Het gevaar van bevriezing


Bij een gemiddelde Nederlandse winter, waarbij de minimale temperaturen in de nacht weleens tussen de -10 en -20 kunnen komen, kan water eenvoudig bevriezen. Dat doet het immers wanneer de temperatuur onder de 0 graden gaat komen. Het is om deze reden dat veel systemen gebaseerd zijn op een antivries met een vriespunt ver beneden de genoemde temperaturen. Daarmee wordt voorkomen dat uw systeem kapot kan vriezen door de eigenschap dat vloeistoffen in bevroren toestand uit kunnen zetten. In sommige gevallen wordt gebruik gemaakt van gewoon water als geleider, maar dan dient u maatregelen te treffen in de vorm van een "leegloopvat" zodat uw panelen niet vol kunnen blijven staan met water wanneer de situatie geen warmte vraagt (of er te weinig warmte gegenereerd kan worden).

Het gevaar van overdruk


Door de hoge temperaturen kan eenvoudig een overdruk ontstaan in het systeem. Immers, wanneer uw vijver geen warmte vraagt gaat het systeem in ruste maar uw panelen blijven warmte genereren. Dit stelt strenge eisen aan de vloeistoffen die gebruikt worden om de gegenereerde warmte op te vangen en (later) te transporteren. In veel gevallen zal de vloeistof overgaan in gas-vormige toestand waardoor de druk in het systeem toeneemt. U dient dan ook ALTIJD gebruik te maken van een expansie-vat om deze drukverschillen op te kunnen vangen. Wanneer u gebruik maakt van een leegloopbeveiliging is dit niet noodzakelijk, maar neem hierbij het zekere voor het onzekere.

Uitbreidingen op uw systeem


Boiler als buffer van warmte
Wanneer uw vijver geen warmte vraagt, of wanneer er door de panelen geen warmte gegenereerd kan worden maar wel gevraagd wordt, kan het inzetten van een boiler een overweging zijn. Een boiler is niets anders dan een buffervat waarin opgewarmd water wordt opgeslagen, zodat u de warmte kunt aanwenden wanneer u deze nodig heeft. Echt noodzakelijk is het echter niet bij het toepassen van een collector-systeem op een vijver. Temperatuursverval is immers alleen mogelijk als er geen daglicht is en wanneer u de seizoenen ondersteunt is de maximale afkoeling van uw vijverwater in de nacht beperkt. Let u er wel op dat als het systeem elektronisch gestopt wordt (wanneer er geen warmte wordt gevraagd) u gebruik MOET maken van een expansievat.

Verdelers middels (elektronische) drieweg-kleppen
Natuurlijk kunt u met een enkele collector ook verschillende waterbronnen verwarmen. Denk hierbij aan het gelijktijdig of individueel verwarmen van uw vijver en een quarantaine-voorziening. Het enige dat u hiervoor hoeft te doen is controleren of uw regeling (thermostaat) verschillende "zones" ondersteunt waarna u middels een elektronische drieweg-klep een extra zone kunt gaan bedienen. Wat dat betreft zijn de combinaties eindeloos zolang u voldoende warmte genereert om alle zones te kunnen bedienen!


Zonne-collector: opbrengst aan warmte

Zonne-collector: opbrengst aan warmte


Alle theorie omtrent het inzetten van collectoren is natuurlijk interessant, maar het gaat natuurlijk om de praktijk. Wat levert een zonne-collector nou netto aan uw vijver om deze op temperatuur te houden? Wanneer men de insteek kiest om een netto-temperatuur te hanteren van het vijverwater komen opeens allerlei factoren om de hoek die bepalen in hoeverre u uw gewenste temperatuur kunt handhaven:

  • de inhoud van de vijver ten opzichte van de dimensionering van de verwarming
  • de oppervlakte van uw vijver waarbij grote oppervlaktes sneller afkoelen dan kleine oppervlaktes
  • de ligging van de vijver, oftewel de mate waarin de zon met directe beschijning u een handje helpt
  • de mate van isolatie oftewel het bufferend vermogen van temperatuur van uw vijver (wand-isolatie, overkappingen, etc)

Wanneer u uw installateur vraagt om een passend systeem wordt u altijd geconfronteerd met deze "mitsen en maren" dus we kiezen hier een andere insteek. Ongeacht welke temperatuur wordt gevraagd moet gelden dat het systeem meer warmte genereert dan de gevraagde temperatuur. Immers, in dat geval is er "overwarmte" aanwezig in het verwarmingssysteem en die kunt u altijd aanwenden. Geen ingewikkeld gedoe met delta-T's en andere fenomenen die we kennen van systemen die directe warmte aanwenden middels verbranding van fossiele brandstoffen in combinatie met rendemenstketels, maar gewoon de "overwarmte" aanwenden (net zoals dit geldt voor een wamtepomp). Het is dus van belang om te weten hoeveel warmte een collector gemiddeld kan genereren per maand in het jaar.

In onderstaande grafieken wordt per type collector aangegeven wat de gemiddelde temperatuur is die gegenereerd wordt.

Opbrengst van een buiscollector


Opbrengst aan warmte van een buiscollector


Opbrengst van een vlakkeplaat collector


Opbrengst aan warmte van een vlakkeplaat collector

Wat goed zichtbaar is in de bovenstaande temperatuursgrafieken is het verschil in warmte dat optreedt in de beide systemen. Kijkt u hierbij naar de vertikale temperatuurs-as om te constateren dat een buiscollector bijna een factor 2 hoger kan pieken. Dat is puur gezien niet direct een voordeel want juist in het heetst van de zomer is er minder behoefte aan warmte, maar kan toegeschreven worden aan het "zelfremmend vermogen" van een vlakkeplaat-collector (zie ook het artikel hier).

Conclusie


Bovenstaande statistieken van de collectoren geven aan dat met name in de koude perioden de capaciteit minder is dan in de zomerse periode. Dat is logisch, en geen verrassing. Wat interessanter is, is om te kijken naar de minimale temperaturen van de verschillende collectoren. Vanuit die optiek kan men stellen dat praktisch het gehele jaar door gemiddeld 20 graden of meer aan warmte gegenereerd kan worden. Ook kan men stellen dat voor geen enkel systeem de zomerse periode een probleem is, er is dan zoveel warmte dat er overcapaciteit is om uw seizoen te ondersteunen. Dat is ook hetgeen u moet onthouden: om iets te verwarmen moet het middel (de collector) meer warmte kunnen genereren dan het te verwarmen object (uw vijver) vraagt, en juist is dat is wat een collector gedurende het gehele jaar prima doet!

Zou je dan in de winter met een zonne-collector de vijver op 20 graden of meer kunnen houden? Even los van de discussie dat dit zeer onzinnig is (koi zijn immers seizoensdieren die daar ook recht op hebben) zou men kunnen stellen dat een meer comfortabele temperatuur in de winter zeker ook tot de mogelijkheden behoort. Wel is het belangrijk te realiseren dat elk type collector natuurlijk afhankelijk is van zonlicht en in de winter de dagen erg kort kunnen zijn. Verwacht hiervan dus geen wonderen, maar uw geïsoleerde en overkapte vijver (!)) op een gezonde temperatuur te houden is geen enkel probleem voor deze systemen!

Met een zonne-collector is het geen enkel probleem het verwarmingsschema te hanteren. Sterker nog, u heeft gedurende de seizoenen voldoende speelruimte om hiervan naar eigen inzichten af te wijken. Een verwarming voor uw vijver is een zeer goede investering als het gaat om de ontwikkeling van koi, maar het investeren in een systeem dat gebruik maakt van natuurlijke omstandigheden als warmte in de lucht (warmtepomp) of direct zonlicht maakt uw investering ook duurzaam! En op een enkel aspect is een zonne-collector natuurlijk niet te kloppen: behoudens de stroomkosten van gemiddeld 30 euro per jaar voor een verwarmingspompje is de totale warmteopbrengst gedurende de jaren geheel gratis! En dat doet geen enkel systeem na.

Zonne-collector: de vlakkeplaat collector

Zonne-collector: de vlakkeplaat collector


De vlakkeplaat-collector is de meest bekende collector, deze lijkt het meeste op de collectoren zoals we deze ook kennen voor het opwekken van energie. Het is een vlakke plaat, die onder een minimale hoek van minimaal 30 graden op het zuiden gericht staat om het meeste zonlicht op te kunnen vangen. Bij een vlakkeplaat-collector wordt normaliter een vloeistof door het gehele systeem getransporteerd. In de meeste gevallen is dit een antivries daar het gebruik van water een extra buffervat vereist als bevriezing-bescherming (opvang).

In onderstaande afbeelding wordt de samenstelling van de vlakkeplaat-collector gepresenteerd:

Vlakkeplaat collector opbouw en onderdelen

Het principe van een vlakkeplaat collector is identiek aan een buiscollector: de zonnewarmte wordt opgevangen en omgezet in warmte door middel van een speciale coating waarna de vloeistof in de leidingen van het paneel wordt opgewarmd. Door gebruik van een pomp wordt de vloeistof permanent getransporteerd en kan bijvoorbeeld middels een warmte-wisselaar of spiraal de warmte worden afgegeven aan uw vijverwater.

Zonne-collector: de buiscollector (vacuum)

Zonne-collector: de buiscollector (vacuüm)


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.

Het nut van verwarmen: ondersteunen van seizoenen

Het nut van verwarmen: ondersteunen van seizoenen


Het verwarmen van uw vijver biedt u de mogelijkheid om de seizoenen die een koi doormaakt optimaal te ondersteunen en te maximaliseren. Kijkend naar de seizoenen dan wendt de koi op de volgende wijze haar energie aan:

  • Winter: praktisch geen energie-verbruik, de koi is koudbloedig en bij koudere watertemperaturen gaat de stofwisseling naar een laag pitje waardoor er ook weinig energie-behoefte is.
  • Lente: de klimmende temperaturen zorgen ervoor dat uw koi weer actiever worden. Immers, de stofwisseling komt hierdoor ook weer op gang en dus heeft de koi behoefte aan energie in de vorm van (aangeboden) voedsel. Deze energie wordt enerzijds aangewend "om de motor weer goed te starten", en anderzijds voor de opbouw van kuit ter borging van het nageslacht. In deze periode neemt de massa van vrouwelijke koi toe vanwege de opbouw van kuit.
  • Zomer: na het paaien en het zorgen van het nageslacht wordt de zomerperiode primair gebruikt voor skelet- en massa-opbouw: uw koi groeit! De niet aflatende honger zorgt voor optimale groei, deze optimale groei van skelet- en weefselopbouw bereikt de koi op een temperatuur van ongeveer 24 graden. Op dat moment werkt het metabolisme (de stofwisseling) optimaal en kan de koi de aangeboden voedingsstoffen, bij voldoende aanwezigheid van zuurstof in het water, optimaal aanwenden!
  • Herfst: het begin van de herfst, zo einde september, leidt voor menig hobbyist een waar feest in. De koi komen bijna het water uit bij het voeren, ze schrokken naar een lieve lust en hun eetlust is niet te stelpen! Juist in deze relatief korte periode neemt de koi een flinke hoeveelheid voedsel tot zich en doet dit met name om een "nutriëntenpool" op te bouwen (opgeslagen in vet- en spierweefsel en organen)die als reserve dient voor de komende winter.

Zo kijkende naar de seizoenen is verwarmen op zich eigenlijk helemaal niet nodig: met een beetje overkapping lukt het om in Nederland de temperaturen in redelijk veilige zones te houden zonder dat de koi te zwaar moet leunen op de opgebouwde reserves van de herfst. En in de lente gaat de energie vooral in de voorbereidingen voor het kuit schieten (en niet in groei en ontwikkeling), en pas gedurende de zomer en vroege najaar bouwt de koi aan zijn/haar lichaam wat we als koi-houder graag willen zien! EN DAN IS HET TOCH ZOMER?

Waarom zou je dan verwarmen? Deze vraag is simpel te beantwoorden, en om dat te doen is op basis van temperatuur-statistieken onderstaande afbeelding samengesteld:

Seizoenen ondersteunen met gerichte verwarming

In de afbeelding is zichtbaar dat:

  • de gemiddelde lucht-temperatuur (rode lijn), gebaseerd op de nacht- en dagtemperatuur relatief laag is. Pas vanaf de maand mei (5) is enige stabiliteit en gewenstheid bereikt van een temperatuur die richting de 16 a 17 graden kruipt
  • de gemiddelde watertemperaturen (blauwe lijn), opgewarmd door de lucht, pas zo rond juli haar maximum bereiken. Afhankelijk van regio is er maar een zeer beperkte tijd beschikbaar dat koi-houders kunnen rekenen op watertemperaturen die enigszins richting de gewenste 24 graden kruipen (immers, op de temperatuur van ongeveer 24 graden werkt de stofwisseling optimaal en halen we optimaal rendement uit ons dure voer en koi!!). De watertemperaturen zijn maar een zeer korte tijd binnen het bereik van de groene en gewenste zone
  • er gedurende opstart en afbouw van het seizoen allerlei temperatuur-fluctuaties optreden die de watertemperatuur flink kunnen laten schommelen! Middels verwarmen kunt u deze periodes aan het begin en einde van het seizoen overslaan cq elimineren.

Met het verwarmen van uw vijver biedt u uzelf de mogelijkheid om:

  • de fluctuaties van de temperatuur te nivelleren en stabiliteit te bieden aan uw koi
  • de periode waar het echt om gaat, de maanden juni tot en met september, die temperaturen te bieden waar u het rendement uit uw vijver en bewoners kunt realiseren!

De groene lijn zou uw watertemperatuur kunnen zijn wanneer u seizoens-ondersteunend uw vijver verwarmt. U stuurt uw vijver verantwoord maar duidelijk voor langere tijd naar de groene zone!

Als men praat over verwarmen van uw vijver dan is het het meest zinvol om gedurende de zomer (!) uw vijver een aantal maanden te verwarmen en de optimale omstandigheden voor groei en ontwikkeling te bieden. Wij hanteren hier een temperatuur van 24 graden voor. Er zijn verschillende hobbyisten die reeds in een vroeg stadium van het seizoen de watertemperatuur naar zomerse waarden brengen. In onze optiek een verspilling van energie en geld, het rendement van uw investering is beperkt en met een beetje pech wordt u veelvuldig getrakteerd op paaiende koi die uw waterkwaliteit ondermijnen. Er zijn zelfs koi-houders die ook gedurende de koude maanden hun vijver op zomerse temperaturen houden wat in onze optiek geheel geen toegevoegde waarde biedt, de energie-maatschappijen hebben deze graag als klant!

Daarnaast is er nog een argument aan te geven om seizoenen alleen te ondersteunen en deze niet onnodig op te rekken: uw koi veroudert hierdoor sneller! Het metabolisme van de koi houdt ontegenzeggelijk in dat celdeling en vernieuwing bij hoge temperaturen sneller gaat. Echter, zoals elke cel in het lichaam is deze deling beperkt en genetisch vastgelegd, en als de maximale waarde van de teller is bereikt dan treedt celvernietiging op. Dit noemt men ouderdom, en dat betekent dat body achteruit gaat de huidkwaliteit gaat verslechteren en de koi haar jeugdigheid en sprankelijkheid verliest.

Denkt u na over verwarmen? Neemt u dan goed kennis van bovenstaande en bedenk dan dat wanneer men de seizoenen slechts ondersteunt en de temperatuurschommelingen elimineert, er ook economisch een situatie ontstaat die een beperkte investering voor wat betreft verwarmingskosten vraagt!

Mocht u naar aanleiding van dit artikel nog vragen hebben, stelt u deze gerust via het contactformulier.



Aardgas verwarming

Aardgas verwarming


De meest voorkomende methode om uw vijver te verwarmen is op basis van aardgas. Op de meeste plaatsen is aardgas aanwezig, en draaien bestaande verwarmingssystemen reeds op aardgas. De techniek om uw vijver te verwarmen op aardgas ligt hier dan ook niet ver vandaan, dezelfde principes en materialen kunnen worden gebruikt. In veel gevallen wordt een vijververwarming dan ook "afgetakt" van een bestaand verwarmingssysteem. Hieronder ziet u een vijftal mogelijkheden (situaties) om met behulp van aardgas uw vijver te verwarmen.


Situatie 1


De vijververwarming draait in deze opstelling mee op een bestaande installatie. Wanneer de huisthermostaat aanslaat en de ketel tot last wordt gebracht is verwarming mogelijk. De warmte-afgifte is geheel gebaseerd op thermostaatknoppen, echte fijn-afregeling is niet mogelijk. Deze situatie is ideaal als u in de winter, wanneer de ketel vaak wordt aangesproken, uw vijverwater op een acceptabel niveau wilt houden zonder al teveel kosten.

Gasgestookte vijververwarming: situatie 1

Situatie 2


De vijververwarming draait in deze opstelling ook mee op de bestaande installatie als extensie op een bestaande situatie, maar de thermostaat voor de vijver bepaalt de warmtevraag en maakt een nauwkeurige watertemperatuur mogelijk.

Gasgestookte vijververwarming: situatie 2

Situatie 3


De vijververwarming is hierbij aangebracht middels een extra verwarmingszone middels een 3-wegkraan. Hierbij kan OF de vijver OF het huis verwarmd worden maar niet beide tegelijkertijd

Gasgestookte vijververwarming: situatie 3

Situatie 4


De vijververwarming is hierbij aangebracht middels twee separate zones (2 2-weg kleppen) waardoor zowel het woonhuis als de vijver separaat van elkaar kunnen functioneren. Uw CV-ketel moet hierbij wel in staat zijn om twee zones te kunnen voorzien van warmte, controleert u dit dus goed.

Gasgestookte vijververwarming: situatie 4

Situatie 5


De vijververwarming is hier volledig separaat uitgevoerd met een eigen ketel en thermostaat en kan volledig separaat van de huisverwarming draaien.

Gasgestookte vijververwarming: situatie 5

Samenvattend


Afhankelijk van mogelijkheden en budget verdienen situatie 4 en 5 de voorkeur omdat deze geen inbreuk maken op het woongenot en zowel de temperatuur van het woonhuis als de vijver nauwkeurig geregeld kan worden. Deze situaties passen als oplossing ook het best bij het verwarmingsschema waarbij u in de zomer verwarmt. Let u er wel op dat u bij situatie 1 tot en met 4 meer warmte gaat vragen aan uw ketel, controleer dus bij een installateur of de situatie die het beste bij u past ook haalbaar is! Situatie 1 is overigens goed toepasbaar om in de winter uw vijverwatertemperatuur op een acceptabel niveau te houden.

Het koi-forum Koi-dera wil ik bedanken voor het publiekelijk maken van bovenstaande afbeeldingen! Neemt u daar dan ook eens een kijkje, het forum heeft vele interessante topics aan te bieden.

Zon verwarming

Zon verwarming


Verwarmen van uw vijverwater kan een dure aangelegenheid worden, dus als u gratis aan warmte kunt komen is het een goed idee dit ook te gebruiken! Er zijn verschillende manieren om warmte te genereren op basis van zonnewarmte, hierbij kunnen twee vormen worden onderscheiden namelijk:

  • actieve zonverwarming
  • passieve zonverwarming

Het voordeel van de zon is dat deze altijd energie levert, ook in het geval de zon schijnt. Afhankelijk van het type systeem bent u echter wel of niet in staat om op een bewolkte dag warmte te kunnen genereren voor uw vijverwater. Sommige oplossingen zijn niet in staat om warmte te "bufferen" voor later gebruik, dergelijke passieve systemen hebben dus geen waarde wanneer de zon niet schijnt omdat er dan geen opwarming plaats kan vinden. In sommige gevallen is het mogelijk om actieve en passieve verwarming te combineren om ook op minder zonnige dagen te beschikken over "reserve-warmte" dus u richting uw vijver kan leiden wanneer dat nodig is.


Passieve zonverwarming


De meest bekende vorm hiervan zijn de zogenaamde zonnecollectoren. een zonnecollector is een apparaat dat zonlicht omzet in warmte (voor omzetting van zonlicht naar electriciteit wordt een zonnepaneel gebruikt). Deze warmte kan vervolgens worden gebruikt voor proceswarmte, het verwarmen van ruimtes of het het verwarmen van water. Het vijverwater wordt bij een zonnecollector dan ook door de collector heen gepompt waardoor deze bij voldoende zonnestralen wordt opgewarmd. Deze oplossingen hebben twee grote nadelen:

  • om een leuk en interessant rendement te halen moet u beschikken over een groot oppervlakte
  • wanneer de zon zich niet laat zien, dan is er geen opwarming mogelijk waardoor u op bewolkte dagen geen verwarming heeft.

Deze oplossing is uitermate geschikt om in de zomer bij te verwarmen, maar verliest zijn waarde in de overige seizoenen omdat de hoeveelheid zonneschijn dan dermate fluctueert dat er geen stabiliteit in de temperatuur kan worden opgebouwd. Tevens kunt u niet in de nacht verwarmen, waardoor de afkoeling een risico is. Daarentegen is de investering redelijk laag en is er een flinke besparing mogelijk op de energiekosten! Onderstaande afbeelding is een voorbeeld van een zonnecollector:


Zonnecollector


Actieve zonverwarming


De meest bekende vorm hiervan is de zogenaamde zonneboiler. Een zonneboiler bestaat uit een zonnecollector en een voorraadvat. De zonnecollector vangt het zonlicht op. De collector wordt vaak op het dak van een woning geplaatst. De opbrengst in Nederland is optimaal als de hellingshoek van de collector ongeveer 45 graden is en de is georiënteerd op het zuiden. De gegenereerde warmte wordt opgeslagen in de boiler en van daaruit wordt de warmte naar behoefte afgegeven aan het vijverwater door het koude(re) vijverwater door de boiler te transporteren. Met een dergelijke oplossing heeft u dan ook veel meer mogelijkheden om de temperatuur van uw vijver te sturen. Onderstaande afbeelding is een voorbeeld van een zonneboiler:


Zonneboiler

Voor verwarmingsoplossingen die gebaseerd zijn op de zon bestaan verschillende varianten en uitvoeringen, en ook verschillende prijsklassen. Het combineren van een dergelijke oplossing met bijvoorbeeld een warmtepomp levert een zeer efficiënte en CO2-vrije verwarmingsinstallatie op. Wanneer u dergelijke systemen voor uw huis toepast, en de vijver een graantje mee laat pikken, kunt u zelfs een subsidie-aanvraag doen. Wat dat betreft kunt u hier alle kanten mee uit, deze vorm van verwarmen heeft een toekomst!

Electrische verwarming

Elektrische verwarming


Het elektrisch verwarmen van een vijver is een goede optie om de seizoenen te ondersteunen en de grootste temperatuursschommelingen tegen te gaan. Voor permanente verwarming is een elektrische verwarming wel mogelijk, maar houdt u dan rekening met grote kosten hiervoor. Dit komt omdat 1 kWatt verwarming ook maar voor 1 kWatt warmte kan opleveren, dit in tegenstelling tot de warmtepomp die vele malen meer warmte kan generen uit dezelfde kWatt aan ingebracht energie.


Kenmerken van een goede electrische vijververwarming:


Een goede verwarmer voldoet aan de onderstaande eisen:

  • gescheiden thermostaat voor het nauwkeurig instellen van de gewenste temperatuur
  • verwarmingselement bij voorkeur bestaand uit een RVS legering met titanium
  • stromingsschakelaar die de heater uitschakelt bij een te lage doorstroming
  • ingebouwde thermische beveiliging tegen doorbranden van het verwarmingselement
  • standaard aansluitingen 50mm/63mm.

Let u bij het plaatsen erop dat u de verwarming horizontaal inpast zodat er geen lucht in kan blijven zitten! Onderstaande afbeeldingen zijn voorbeelden van vijververwarmingen die veel aangelegd worden:

Electrische zwembadverwarmerelectrische vijververwarmingElectrische vijververwarming


Benodigde capaciteit


Voor een reguliere elektrische verwarming voor toepassingen op vijvers moet u er rekening mee houden dat u gemiddeld 1 kWatt nodig heeft om een afgedekte (!) vijver van 10.000 liter te verwarmen tot 15 graden. Dezelfde verwarming is geschikt om een niet-afgedekte (!) vijver van 15.000 liter ijsvrij te houden op 5 graden. Isolatie en afdekking hebben een grote invloed op het maximale bereik van uw verwarming en de bijkomende kosten.


Kosten van elektrisch verwarmen


U kunt zelf eenvoudig de verbruiksprijs berekenen van een apparaat door het volgende te doen:

Neem het aantal Watt, vermenigvuldig dit met 24 (of het aantal uur dat het aanstaat per dag) en vermenigvuldig dit met 365. Deel dit door 1000, dan heb je het kWh aantal. Vermenigvuldig dit vervolgens met het aantal euro centen per kWh. De uitkomst is het bedrag dat het apparaat per jaar kost.
Als voorbeeld de kosten voor een 1000 Watt verwarming die 8 uur per dag aanstaat:
Verwarming verbruikt 1000 Watt x 8 uur x 365 = 2.920.000 / 1000 = 2.920 kWh per jaar. Bij een kWh-prijs van 0,23 (raadpleeg voor de exacte prijs uw jaarafrekening!) bedragen de kosten 2.920 x 0,23/ 12 = 55,97 per maand.


Meten is weten


Vanwege de kosten van elektriciteit raden wij u aan om vanaf het begin gebruik te maken van een energiemeter. Veel hobbyisten zijn u voorgegaan in de discussies met energie-maatschappijen over extreme kosten bij de afrekening. Gebruik een elektrische verwarming dan ook alleen ter ondersteuning van het opvangen van temperatuursverschillen om de controle over de kosten niet te verliezen! Een veelgebruikte energie-meter is de serie "Energy Monitor" van Conrad.nl (Voltkraft energie-meter). Deze plaatst u tussen het stopcontact en de stekker van uw verwarming, na het instellen wordt het energie-gebruik precies gemeten en is permanent inzichtelijk:

Energie meter

Verwarmingsschema

Verwarmingsschema


Als afstammelingen van de karper zijn onze koi gewend aan seizoenen en seizoensinvloeden. Het is van groot belang om deze seizoenen goed te ondersteunen indien u van plan bent uw vijver te verwarmen of dit reeds doet. Koi reageren op de natuurlijke omstandigheden, en deze moeten afgestemd zijn. Zo heeft het geen enkele zin om uw vijver in de winter op zomerse temperaturen te houden, door de kortere dagen reageert de koi niet met uitbundige groei wat u wellicht zou verwachten. In grove lijnen "kent" en "(h)erkent" de koi de seizoenen op de volgende manier:

  • in het voorjaar stopt de (vrouwelijke) koi haar energie in de produktie van eieren ter voorbereiding op de voortplanting. Miljoenen eieren worden er dan gevormd, dat kost de koi veel energie. Indien u niet van plan bent te kweken dient u in het voorjaar de temperatuur niet te hoog te laten oplopen zodat er gematigd gevoederd kan worden
  • in de zomer stopt de koi zijn/haar energie in de groei en ontwikkeling. Hierbij lopen de ontwikkeling van de body en de huidkwaliteit niet hand in hand, past u dus op dat u het groeiseizoen niet te lang laat doorlopen want daarmee loopt u het risico de huidkwaliteit onherstelbaar te beschadigen
  • in het najaar, startende begin september begint de koi echt met het aanleggen van de wintervoorraden energie door massa aan te leggen. Deze massa is de reserve-energie voor de komende winter, bij strenge winters en zonder ondersteunende verwarming zal deze massa worden aangesproken
  • in de winter loopt draait de stofwisseling op een (zeer) laag pitje, en is de koi minder actief. Het is een goed gebruik om de koi ook een vorm van winter te geven op een temperatuur waarvan bekend is dat deze niet schadelijk is voor de koi en de stofwisseling niet geheel tot stilstand komt. Deze temperatuur ligt idealiter tussen de 8 en 10 graden, veel hobbyisten passen in die periode ook een voederstop in omdat het voer maar matig wordt verteerd en het in principe niet slecht is voor de koi om eigen voorraden aan te spreken.

Deze basisbeginselen zouden moeten dienen als vertrekpunt van ieder verwarmingsschema. Zoals ieder levend wezen bestaat een koi uit cellen, en deze cellen hebben de genetische eigenschap dat ze zich maar een x-aantal keren kan delen. Als deze teller is afgelopen dan stopt de deling ook, in dat geval gaat het verouderingsproces echt beginnen. Dit ziet u direct in de huidkwaliteit, de lichaamsbouw en de algehele gesteldheid van de koi. Mocht u overwegen om de koi voor zeer lange tijd op hoge watertemperaturen te laten bivakkeren (hoger dan 18 graden) wees u dan bewust van wat u doet: u versnelt het verouderingsproces van de koi en u zult minder lang plezier hebben van de schoonheid van de koi! U doet er dan ook goed aan om bij het maximaliseren van het genetische potentieel de koi "te brengen" en niet "te halen", daarmee loopt u het risico de koi schade toe te brengen.

Vanuit deze invalshoeken is het onderstaande verwarmingsschema opgesteld, rekening houdend met de wetenschap dat u nog lang van uw koi zal willen genieten. Hierbij is het groeiseizoen beperkt tot 3 maanden op 24 graden, de temperatuur waarbij het metabolisme van de koi optimaal functioneert. De overige temperaturen zijn ook seizoensondersteunend, wij denken dat u met dit schema op een verantwoorde manier de seizoenen kunt optimaliseren:

Verwarmingsschema voor uw vijver

Natuurlijk kunt u zelf besluiten op punten af te wijken en mogelijk eerder de temperatuur willen opvoeren, of het seizoen nog wat langer in september te willen rekken. Past u aan naar believen, maar denk er ook aan dat naarmate de afwijkingen tussen de buitentemperatuur en de gewenste watertemperatuur groter worden uw kosten voor verwarmen zullen toenemen. Bovenstaand schema is dan ook een economisch efficiënt en effectief schema.

Verwarmen in de zomer is de meest efficiënte en effectieve manier om het maximale uit de ontwikkeling van uw koi te halen. Door de zomerse watertemperatuur te optimaliseren werkt de stofwisseling optimaal en kunnen uw koi aan hun groei en ontwikkeling werken!

Afdekking

Afdekking


Het is vaak geen prettig gezicht: een afgedekte vijver, met bubbeltjesfolie of de bekende kanaalplaten, wachtend op het voorjaar om de draad weer op te pikken. De koi gaan in rust, worden loom en traag, en maken zich op voor de winterperiode. Liever dekt u de vijver niet af om nog zo lang mogelijk "contact" te houden met uw koi, maar veel plezier heeft u er niet van in de winter: bodemliggers, trage bewegingen, alles staat op een zeer laag pitje.


Voordelen van afdekking


Het afdekken van uw vijver heeft een aantal belangrijke voordelen:

  • u houdt een snijdende, koude wind uit uw vijver
  • het water koelt daardoor niet zo sterk af als zonder afdekking
  • met een licht zonnetje erop fungeert uw afdekking als een mini-broeikastje zodat de temperaturen altijd iets hoger blijven dan wanneer u niet afdekt. De luchtlaag tussen het water en de afdekking fungeert hierbij als een extra isolatie-laag
  • de watertemperaturen blijven hierdoor in heel veel gevallen boven de 6 graden, een temperatuur die doorgaans als kritisch wordt beschouwd omdat daaronder de koi niet meer overwintert maar overleeft (een basis voor vele problemen in het voorjaar!)
  • u houdt de nattigheid van herfst, winter en vroege voorjaar uit uw vijver!

Hieronder ziet u enkele vormen van afdekkingen:

Professionele afdekking met inspectieluikProfessionele afdekking met drijvende platen
Bron: Ekotez temperatuursbeheersing voor uw koivijver


Behoud van temperatuur


Wanneer de buitentemperatuur lager is dan de watertemperatuur dan zal het vijverwater afkoelen. Andersom is evenzeer waar, als de buitentemperatuur hoger is dan de watertemperatuur dan zal het vijverwater opwarmen. Wat van groot belang is, is dat dit geleidelijk gebeurt. Een koi heeft grote behoefte aan stabiliteit en kan niet zo goed omgaan met deze veranderingen. Met name in onze tuinvijvers, waar de hoeveelheid water beperkt is, zijn de effecten van temperatuurschommelingen groot. Wanneer u afdekt, dan elimineert u deze grote schommelingen. Toch is er nog een reden om serieus na te denken over afdekken als het gaat om de relatie met temperatuur: de meeste afkoeling vindt plaats aan de oppervlakte. Wanneer er een windje waait wordt deze afkoeling nog eens versterkt! Door uw vijver af te dekken in de koudere periodes voorkomt u overmatige afkoeling en biedt u uw koi een stabielere temperatuur bezien in de tijd. Daarvoor zullen zij u dankbaar zijn.


Behoud van waterkwaliteit


Gedurende het zomerseizoen bent u druk geweest om de leefomstandigheden van uw koi te optimaliseren. De regelmatige waterwissels, de metingen, het hoort er allemaal bij om de beste omstandigheden te kunnen bieden. Toch zijn er nog hobbyisten die hun vijver niet afdekken, en op deze manier de zorgvuldig opgebouwde waterkwaliteit in het natte seizoen volledig teniet te doen. Overvloedig regenwater heeft een desastreus effect op uw waterkwaliteit. Naast dat regenwater van nature wat zurig is (zure regen bestaat!) en daardoor de pH-waarde nogal onregelmatig reageert bevat regenwater geen enkele bouwstof voor een gezond watermilieu. Gedurende het regenseizoen staat u letterlijk uw water te verdunnen en de bouwstoffen impliciet uit te spoelen! Het behoeft geen uitleg dat geen enkele vijver behoefte heet aan regenwater en afdekken van uw vijver een zeer verstandig besluit is.

Mogelijkheden tot afdekken


Er zijn verschillende mogelijkheden om uw vijver af te dekken. Het meest worden echter kanaalplaten gebruikt, doorzichtige platen met gleuven erin die als een extra isolatie fungeren. Een dergelijke oplossing is toekomstvast en meerdere seizoenen bruikbaar. Er zijn verschillende koppel-profielen leverbaar dus in heel erg veel gevallen kunt u een pasklare oplossing maken!

Kanaalplaten als isolatieKanaalplaten als isolatie 2Kanaalplaten koppelprofielen

In sommige gevallen wordt ook gebruik gemaakt van bubbeltjesplastic (plastic folie met bubbels in de grootte van 1 1/2 a 2 centimeter) die tevens als isolator fungeert. Aangezien plastic wat uit kan rekken zijn dergelijke overkappingen, met name als er een sneeuwlaag op licht, wat minder robuust en bestaat de kans dat deze bij een vroege voorjaarsstorm vroegtijdig sneuvelen.

Afdekken van uw vijver geeft uw koi in het voorjaar een betere kans op een goede start. Door tijdig af te dekken boudt u uw temperatuur en waterkwaliteit beter onder controle en kunt u de temperatuur in veilige marges houden!

Warmtepomp

Warmtepomp


Het principe van een koelkast is voor veel mensen geen onbekende: de warmte wordt in de koelkast uit de inhoud onttrokken, en via technische componenten naar het zwarte rooster geleid om de warmte af te voeren. Hierdoor wordt de de warmte onttrokken en blijft uw inhoud lekker koel. Ditzelfde principe is van toepassing op een warmtepomp, maar werkt net andersom. Hier wordt namelijk de warmte niet afgevoerd via de lucht, maar wordt juist uit de lucht de warmte onttrokken en wordt deze warmte middels een spiraal afgegeven aan de omgeving. Dankzij de zon zitten er in de aarde, het water, of de lucht, altijd en overal, massa's warmte opgeslagen. Het is deze warmte die middels de warmtepomp onttrokken wordt aan de omgeving en uw vijver verwarmt.


Principe van een warmtepomp


In onderstaande afbeelding staat het principe van de warmtepomp afgebeeld:

Principe van de warmtepomp

  • de verdamper (3) ontrekt de warmte aan de buitenlucht
  • dit wordt mogelijk gemaakt doordat de compressor (4) zorgt voor een lage druk in dit gedeelte van het systeem waardoor het aanwezige koudemiddel gaat verdampen (in de verdamper) en de warmte opneemt
  • bij de condensator (1) wordt door de drukverhoging met behulp van de compressor het koudemiddel op nog hogere temperatuur gebracht
  • daarna wordt de warmte afgegeven aan het water middels een spiraal en koelt het koudemiddel weer af en stroomt terug naar de verdamper

Een spiraal is een essentieel onderdeel van een warmtepomp voor toepassing op vijvers, de spiraal zorgt ervoor dat de warmte kan worden afgegeven aan het vijverwater. Deze warmtespiralen, veelal uitgevoerd in titanium, geven de warmte snel af totdat het proces opnieuw doorlopen kan worden totdat de gewenste temperatuur is bereikt en de warmtepomp afslaat. Middels een ingebouwde thermometer wordt de warmtepomp electronisch gestuurd.


Voordelen van een warmtepomp


  • eenvoudig te plaatsen in in te passen in bestaande systemen, zeker de warmtepompen die werken met een externe spiraal en daardoor niet aangedreven hoeven te worden door een additionele (vijver-)pomp
  • een merkwaardige eigenschap van een warmtepomp is dat met een bepaalde hoeveelheid energie een grotere hoeveelheid warmte-energie kan worden gegenereerd. Hierdoor kunnen ze een rendement (COP, "Coefficient Of Performance") hebben dat hoger is dan 100%! Veel warmtepompen hebben minimaal een COP van 5 wat betekent dat met 1 kWatt aan stroom er voor 5kWatt aan warmte kan worden gefabriceerd! dit is een rendement van 500%. Bij gewone electrische verwarming heb je slechts een rendement van 100%.
  • een warmtepomp is DE MEEST EFFICIËNTE MANIER VAN VERWARMEN! Daarbij moet wel direct gemeld worden dat naarmate de buitentemperatuur afneemt de prestatie begint te verminderen ( < 10 graden)
  • de stookkosten zijn lager dan met conventionele CV-gestuurde verwarmingen, waardoor ook een lagere CO2-uitstoot wordt gerealiseerd
  • een warmtepomp kan naast verwarmen ook koelen, waardoor uw watertemperatuur ook in de zomer op een ideale instelbare temperatuur gehouden kan worden


Nadelen van een warmtepomp


  • een warmtepomp moet u ALTIJD buiten opstellen. Doordat deze de warmte onttrekt uit de omgeving zou u, indien u deze binnen plaatst, een koelkast maken van de ruimte! Naast dat dit kan leiden tot koude temperaturen kan de pomp na verloop van tijd steeds minder warmte uit de ruimte onttrekken (het wordt immers steeds kouder) waardoor de kosten voor verwarmen gaan toenemen
  • een warmtepomp gebruikt stroom, let u dus goed op de COP-waarde en de temperatuur waarbij de warmtepomp nog in staat is om efficient te werken! Er zijn warmtepompen die zelfs bij een buitentemperatuur van -20 nog een COP-waarde halen van 3!
  • warmtepompen zijn (soms extreem) duur


Energiekosten: een vergelijking


De verhouding tussen de gas- en elektriciteitsprijs bepaalt wat de bedrijfskosten zijn. In onderstaand voorbeeld worden de kosten uitgerekend om 1 GJ (GigaJoule) aan warmte te genereren met een CV-gestookt systeem en een warmtepomp:

de productie van 1 GJ warmte met een hoogrendementsketel ten opzicht van een water warmtepomp:
De hoogrendementsketel heeft een gemiddeld rendement van 90% op bovenwaarde.
De water/water warmtepomp heeft een SPF van 3.
De energetische waarde van 1 kWh elektriciteit is 1 kJ/s * 3600s = 3600 kJ = 3,6 MJ
De energetische waarde (bovenwaarde) van 1 m3 Gronings aardgas bedraagt 35,2 MJ
De kosten voor 1 kWh elektriciteit bedragen € 0,20
De kosten voor 1 m3 aardgas bedragen € 0,60

Voor de productie van 1 GJ ofwel 1000 MJ warmte heeft de hoogrendementsketel 1000/0,90 = 1100 MJ aan aardgas nodig, ofwel 1100/35,2 = 31,5 m3 aardgas. De kosten hiervoor bedragen 31,5 * € 0,60 = € 19,00.

Voor de productie van 1 GJ ofwel 1000 MJ warmte heeft de warmtepomp 1000/3 = 333 MJ aan elektra nodig, ofwel 333/3,6 = 92,5 kWh. De kosten hiervoor bedragen 92,5 * € 0,20 = € 18,50.

Een warmtepomp is dus zeker een reëel alternatief ten opzichte van traditionele verwarmingssystemen op basis van aardgas! De kwaliteit van de warmtepomp bepaalt deze, omdat een warmtepomp ook bij koude temperaturen (winter) in staat moet zijn om voldoende warmte aan de omgeving te onttrekken.

Isolatie

Isolatie


Een belangrijk aspect bij het verwarmen van uw vijver is het voorkomen van warmteverlies. Bij de aanleg van vijvers wordt er veelal weinig aandacht geschonken aan de isolerende maatregelen. Het achteraf isoleren van uw vijver is een kostbare aangelegenheid, waarbij vaak de vijver grotendeels moet worden aangepast. Houdt u dus direct rekening met het isoleren van uw vijver, zeker als u in de toekomst van plan bent uw vijver te verwarmen!

Het aanbrengen van wandisolatie is zeker geen overbodige luxe en bied u het voordeel dat opgebouwde warmte beter wordt vastgehouden en minder snel wordt afgegeven aan bijvoorbeeld de grond rondom uw vijver. Het gebruik van Polystyreen (PS) als isolatie-oplossing is een reële mogelijkheid. Er zijn twee varianten:

  • geëxpandeerd Polystyreen (Expanded PolyStyreen EPS). Deze variant staat bekend als "piepschuim" (de bekende witte platen bestaande uit kleine witte bolletjes)
  • geëxtrudeerd Polystyreen (eXtruded PolyStyreen XPS). Deze variant is een hardere blauwe schuimplaat en wordt meestal gebruikt als isolatie voor gevels en vloeren

EPS verliest haar isolerende waarde naarmate deze in contact komt met water, XPS kent dit nadeel niet maar is duurder in aanschaf. Isoleert u de binnenkant van uw vijverwanden dan is EPS zeker een alternatief (tussen wand en folie), voor andere toepassingen is XPS waarschijnlijk de betere keuze.

EPS schuimXPS schuim

Een veelgebruikt materiaal bij de vijverbouw zijn de zogenaamde isolatiepanelen, kant-en-klare panelen die direct kunnen dienen als vijverwand en bestaan uit gespoten isolatiemateriaal. Deze panelen, gebruikt voor de produktie van bijvoorbeeld garage-deuren en koelcellen, zijn als restprodukt bij verschillende firma's te koop voor een goede prijs. Het nadeel van deze panelen is dat ronde vormen moeilijk realiseerbaar zijn, maar voor rechthoekige vijvers is het een ideale manier om snel en professioneel een strakke vijver te plaatsen. Doordat de panelen direct als wand geplaatst kunnen worden is de doorlooptijd van de bouw zelf zeer kort!