Dimensioneringsprincipe

Een technisch en economisch optimaal gedimensioneerde thermische zonne-installatie dekt doorgaans:

  • 20 tot 50% van de netto energiebehoeften op jaarbasis voor de productie van sanitair warm water in tertiaire gebouwen en appartementsgebouwen
  • 50 tot 70% van de netto energiebehoeften op jaarbasis voor de productie van sanitair warm water in een eengezinswoning (om in de zomer, met volle bezonning, volledige autonomie te verzekeren).

De bruto zonnefractie of het dekkingspercentage van de behoeften aan warm water met zonne-energie

In een eerste benadering komt het dekkingspercentage van de energiebehoeften voor de productie van sanitair warm water, ook wel de bruto zonnefractie genoemd, overeen met de verhouding tussen de hoeveelheid energie die door de zonnewarmtewisselaar jaarlijks aan de opslag wordt afgestaan, en de energie-inhoud van het jaarlijks verbruikte volume sanitair warm water.

Deze zonnefractie houdt geen rekening met het warmteverlies in het opslagvat of met de aan de zonne-energie toe te schrijven verliezen in de distributiekring voor sanitair warm water.

Om een zonneboiler optimaal te dimensioneren, moet men:

  • Vertrekken van de reële behoefte aan sanitair warm water van het gebouw (gemiddeld verbruik, verbruiksprofiel, opslagtemperaturen, ...);
  • Een eenvoudig concept verkiezen dat de warmtegeleidende vloeistof op de laagst mogelijke temperatuur terugvoert naar de collectoren;
  • De verliezen in de primaire kring, het opslagvat en de distributiekring van warm water beperken;
  • Een aanvaardbaar globaal rendement van de productie van warm water door het zonnesysteem in stand houden (minimaal 30%);
  • Oververhitting in installaties onder permanente druk beperken.

Uit het strikte oogpunt van de energiebesparing is instant-productie van warm water te verkiezen boven opslag. Ze beperkt immers de verliezen wanneer de ketel van de naverwarming niet werkt en de verliezen in het opslagvat (accumulator).

Dit gezegd zijnde, kan de bijverwarming ook op een andere manier gebeuren, met het oog op het gebruikscomfort en de beschikbaarheid van warm water in het geval van een grote afname, op voorwaarde dat de naverwarming altijd zodanig gedimensioneerd is dat ze:

  • in alle omstandigheden de volledige behoeften aan sanitair warm water kan dekken,
  • het gebruikscomfort garandeert,
  • het energieverbruik tot het minimum beperkt.

Vind de criteria waarmee de opdrachtgever van de studie rekening moet houden als hij zijn beslissing neemt over de installatie van een collectieve zonneboiler:

Meer informatie om een zonthermisch audit bestellen

Vereenvoudigde predimensionering methode

Men kan een individuele zonneboiler op een vereenvoudigde manier dimensioneren met behulp van een rekentafel. De rekentafel gebruikt een aantal hypothesen en vereenvoudigingen (gemiddeld gebruik, brandstofbesparing, ...) die globaal moeten overeenkomen met de bestudeerde installatie. Als dat niet het geval is, zullen de resultaten niet betrouwbaar zijn. De rekentafel werkt in vijf stappen en geeft de optische oppervlakte (2 tot 10 m²) van de vlakkeplaatcollectoren onder glas die nodig is om aan de typische behoeften aan sanitair warm water van een huishouden te voldoen:

  1. Vertrekpunt: aantal gebruikers van sanitair warm water
  2. Gemiddeld dagelijks verbruik per persoon van sanitair warm water van 60°C (30 tot 50 l)
  3. Door de gebruiker gewenste besparing op hulpbrandstof (30 tot 50%)
  4. Oriëntatie van het collectorenveld (oost naar west via zuid)
  5. Helling van de collectoren (0 tot 90°)
    En twee stappen voor de berekening van het overeenkomstige volume van de zonneopslag (100 tot 600 ℓ):
  6. Vertrekpunt: oppervlakte van de zonnecollectoren
  7. Door de gebruiker gewenste besparing op hulpbrandstof (idem stap 3)

Bron: Architecture et Climat - LOCI – UCL © Leefmilieu Brussel

De nuttige zonnefractie of het besparingspercentage op de bijkomende energiebron

De nuttige zonnefractie of het besparingspercentage op de de bijkomende energiebron is de verhouding tussen de hoeveelheid energie die de zonnewarmtewisselaar aan de opslag afgeeft, min het verlies tijdens de opslag en de energie-inhoud van het op een gegeven temperatuur opgeslagen volume water.

Deze zonnefractie houdt rekening met het warmteverlies in het opslagvat en rekent het volledig toe aan het zonnesysteem. De berekening van deze fractie gaat ten koste van de inbreng van nuttige zonne-energie maar komt overeen met het minimale percentage van de besparing op hulpbrandstof.

De brandstofbesparing wordt berekend door de jaarlijkse energiebesparing (in Wattuur) te delen door de onderste verbrandingswaarde van de beschouwde brandstof.

Bij thermische zonnesystemen voor de productie van warm water voor collectiviteiten (groepswoningen, rusthuizen, hotels, ...) is de optimale dimensionering altijd een compromis tussen de maximale zonnefractie en het omgekeerd evenredige rendement van de zonneproductie.

Bron: Architecture et Climat - LOCI – UCL © Leefmilieu Brussel