Het systeem werkt met een differentieelregeling : het temperatuurverschil tussen de collector en de onderkant van het opslagvat doet de circulatiepomp van de zonneboiler in werking treden. De regeling schakelt de circulatiepomp uit wanneer het verschil te klein is om de overdracht van warmte van de warmtegeleidende vloeistof naar het sanitair warm water te verzekeren of wanneer de maximale toegelaten temperatuur in het opslagvat bereikt is.
Het principe van de differentieelregeling in het opslagvat wordt hieronder geïllustreerd voor een typische dag.
Principe van de differentieelregeling
Om de gratis energie van de zon optimaal te benutten en de investering in het zonnesysteem te doen renderen, moet de overdracht van zonne-energie van de collectoren naar het opslagvat altijd voorrang krijgen, indien de omstandigheden het mogelijk maken en het door de eindgebruiker gewenste comfort niet in het gedrang komt.
Deze voorkeur voor de zon wordt (onder meer) verzekerd door:
- De timing van de productie van sanitair warm water gedurende bepaalde tijdsperioden (bijvoorbeeld typisch net voor de verbruikspieken 's ochtends en 's avonds)
- De beperking van de maximale toegelaten temperatuur in het bovenste deel van het opslagvat tot 80 à 90° (volgens de voorschriften van de fabrikant)
Zonnecollectoren zijn meestal ontworpen voor een welbepaald werkingsdebiet dat in de technische fiche van de fabrikant wordt vermeld. Twee methoden voor de circulatie van de warmtegeleidende vloeistof in de zonnekring (afhankelijk van de stroomsnelheid) worden courant toegepast:
- 'low-flow'-circulatie : de warmtegeleidende vloeistof stroomt met een laag debiet door de primaire kring van de installatie (15 tot 20 liter/u per m² collector). Dit maakt het mogelijk om met kleine buisdoorsneden en een vrij groot temperatuurverschil (ΔT) tussen de uitstroom en de instroom van de collector te werken (typisch >20°C), wat de productie van een kleine hoeveelheid water (in de bovenste lagen van het opslagvat) bevordert, met een temperatuur die beduidend hoger is (+20 tot 40°C) dan in het onderste deel van het vat. Deze circulatiemethode wordt in België zelden in huishoudelijke systemen gebruikt, omdat ze vooral interessant is wanneer het sanitair water door de collectoren stroomt en de zonnewarmte rechtstreeks in het vat wordt geïnjecteerd, zonder via een warmtewisselaar te passeren.
- 'high-flow'-circulatie : het circulatiedebiet van de warmtegeleidende vloeistof in de primaire kring van de installatie is vrij hoog (40 tot 50 liter/u per m² collector). Dit vereist grotere buisdoorsneden maar bevordert de thermische uitwisseling met een lage ΔT (typisch 10°C) en dus de productie van een grote hoeveelheid water (in het bovenste deel van het vat), met een iets hogere temperatuur (+10°C) dan in het onderste deel van het vat.
