Zonneverwarming

We hebben gekozen voor zonneverwarming, om niet heel veel extra energie in het zwembad te moeten steken. Er zijn veel verschillende soorten zonneverwarmingen. Uiteindelijk geldt voor elke verwarming dat de zon maximaal ongeveer 1 Kw/m2 kan leveren. Dus hoe goed of duur de verwarming is, meer energie kan nooit worden gewonnen per m2 zonneoppervlak. Er zijn twee zaken die een rol spelen:

Ik heb de zonneverwarming zelf gemaakt. Redenen waren om geld te besparen, maar ook vanwege de verhalen dat er soms water in de kanaaltjes van de rubber matten blijft zitten die bij vorst de mat lek maken. Om de kosten voor een electrische verwarming helder te maken: voor mijn bad van 50 m3 water is er 59 Kw (12,- Euro indien je dat met electriciteit doet) nodige om het zwembad 1 graad te laten stijgen.

verwarming

Om de installatie goedkoop en simpel te houden heb ik gekozen voor 2 km PE slang die netjes op een platdak ligt opgerold met een oppervlakte van 25m2. De 2 km zijn 20 paralelle slangen van 100 meter.

verdelerverdelerMet behulp van twee zelfgemaakt verdelers wordt de 50 mm leiding verdeeld over 20 slangen. Deze slangen zijn 9,4 mm binnendiameter, en 12 mm buitendiameter (wanddikte 1,3 mm). Honderd meter slang koste 23,- Euro wat resulteerd in 460,- euro voor het hele oppervlak. De verdelers kosten samen ongeveer 80,- euro voornamelijk vanwege de 40 slangaansluitingen. Als je dit vergelijkt met de in de handel zijnde matten van 50,- Euro/m2 is dit een goedkope oplossing.

De geleidingswarmte van een PE slang is redelijk goed (geleidings-coefficient: 0,23). Als je de relatief dunne slang van 1,3 mm netjes over een m2 verdeeld, en aanneemt dat alleen de bovenkant van de slang verwamt (in de zon ligt), dan wordt er per graad temperatuursverschil tussen water en buitenkant slang 217 Watt overgedragen. Als de zon maximaal schijnt zal het temperatuursverschil makkelijk oplopen tot 3,5 graden om de gewenste 750 Watt warmte overdracht te realiseren. Conclusie: Deze dunne PE slang is prima geschikt voor mijn zonneverwarming. (Ter vergelijk: voor een 2 mm dikke PE slang is er +/- 5,5 graden verschil nodig om tot 750 Watt warmteoverdracht te komen).

Als in de zomer het zwembad zijn maximale temperatuur heeft bereikt (ingesteld op 29 graden), dan stroomt er geen water meer door de slangen. De temperatuur in de slangen loopt dan op tot ongeveer 60-70 graden. Er is in ieder geval geen risico dat de slangen beschadigen. Als ik de slangen in een glazen bak zou leggen (wat gunstig zou zijn in voor/najaar), dan zou dit risico wel degelijk ontstaan.

De verwarming is parallel met de zandfilter en de chlorinator (die in serie staan) aangesloten. Het is niet verstandig om de verwarming achter de zandfilter aan te sluiten zodat al het water door de verwarming heen moet. De doorstroming door de filter en de stroming in het zwembad zou dan substantieel lager worden. Het is onmogelijk om voldoende water door de 20 slangen van 100 meter te persen. Nu de verwarming parallel met het zandfilter staat, stroomt er relatief langzaam water door de verwarming. In mijn situatie stroomt het water binnen 5 minuten door de verwarming (2 km slang van 9,4 mm diameter is +/- 140 liter in 4 min, dat komt ongeveer neer op 2 m3/uur). Met volle zon is het temperatuur verschil tussen binnenkomen water en buitenkomend water 5 graden. Na 5 uur zon (10 m2 van 5 graden extra) is het bad van 50m3 een graad warmer geworden als dat het zou zijn zonder de verwarming. Een graad extra lijkt niet veel, maar het is wel continue, dag na dag. Op een warme zomerdag (meer dan 5 uur zon) met de zonneverwarming en de directe zon op het bad kan het bad 3 graden warmer worden op één dag. In de maanden juni/juli/augustus is de temperatuur van het bad ongeveer 25 à 30 graden. In mei en september is het bad rond de 20 à 25 graden. De belangrijkste reden dat het in mei en september 's nachts minder warm is, is dat het dan weer meer begint af te koelen.

Schakeling

schakelingEen zonneverwarming kan pas goed werken als ie automatisch geschakeld wordt. Op elk moment dat de zon voldoende schijnt schakeld de verwarming automatisch in. Misschien nog wel belangrijker, als de zon niet voldoende schijnt stroomt er geen water door de leiding. Doordat de leidingen niet geisoleerd zijn zou dit anders zorgen voor afkoeling van het bad!

De schakeling kun je vrij eenvoudig maken met een temperatuur-verschil schakelaar (bv bij Conrad te verkrijgen). Ik heb ervoor gekozen om een wat intelligentere schakeling te maken op basis van een micro-processor. Met mijn gekozen schakeling kan ik de temperatuur aflezen van het bad en de leiding op het dak. Vooral de temperatuur van het zwembad is zeer nuttig. Verder kan ik een maximale temperatuur instellen. Als het bad 29 graden is, wordt er geen water meer door de zonneverwarming heen gevoerd. Ook is de schakeling zo dat nadat ie in/uit schakeld, een minimale tijd in/uit geschakeld blijft. Verder kan de schakeling ook als koeling ingezet worden (niet dat dat vaak nuttig is).

De temperatuur sensoren zitten in de skimmer (zwembadtemperatuur), en in 1 van de 20 slangen op het dak (daktemperatuur). Als het verschil tussen deze twee voldoende groot is (bv 1 graad) dan schakeld de schakeling in.

magneetventielIk heb gekozen om niet een aparte pomp voor de verwarming te gebruiken maar een automatische waterkraan. Ik gebruik de normale pomp om ook het water door de zonneverwarming heen te pompen. Het is dus wel noodzakelijk om de pomp overdag te laten draaien. De schakeling schakeld een automatische waterkraan die tussen de pomp en de verwarming zit. De automatische waterkraan is 2-weg magneetventiel (1", 24 AC, +/- 25,- Euro)die voor regeninstallaties gebruikt worden (en geen dure 3-weg kraan die vaak voor zwembaden worden gebruikt). Deze werkt op 24 volt en is uit kunstof. Zo'n kraan heeft een bepaalde druk nodig om te schakelen, maar de druk die door de pomp wordt opgebouwd voor de filter is voldoende. Het is een veel goedkoper alternatief voor de dure 3-weg-kranen waarvan ik gehoord heb dat ze ook nog regelmatig sneuvelen. Maar zo'n simpele kraan kan ook alleen maar als de verwarming parallel staat met de filter. Mijn kraan is nu twee jaar operationeel en doet het nog steed goed.

Oorspronkelijk had ik ook nog een automatisch ontluchtingssysteem bedacht voor de zonneverwarming op het dak. Deze bleek uiteindelijk niet nodig, omdat door de doorstroming de lucht uiteindelijk met het water naar beneden meegenomen wordt.

magneetventielNa 4 jaar is de temperatuursensor in de skimmer niet meer betrouwbaar. Ik weet niet of de sensor zelf kapot is, of dat er vocht bij de draden is gekomen waardoor de weerstand te laag is. Omdat ik geen zin had alles open te graven heb ik een sensor in de toevoerleiding gemaakt. Nadeel is dat de pomp moet lopen voor een betrouwbare temperatuur uitlezing. Echter, omdat water toch alleen maar naar de verwarming gaat als de pomp draaid is dit voor de schakeling niet erg. Het is een PT1000 met schroefdraad. Degene die ik heb is vrij kort, en komt niet verder dan de dikte van de mof+buis. Ik heb echter deze weer gekocht omdat deze identiek zijn aan degene die oorspronkelijk in mijn skimmer zat.

Vorst

verdelerOmdat de slangen zo goed als horizontaal liggen, blijft er water in staan. Om vorstschade te voorkomen blaas ik in de winter de verwarming met een compressor door om het grootste deel van de slangen leeg te hebben. Ook heb ik aan de zijkant van de verdelers een draaidop gemonteerd die ik er in de winter vanaf haal. Dan blijft er in ieder geval nooit water staan in de verdelers die niet tegen vorst kunnen (hard PVC). De PE slangen kunnen redelijk wat hebben.