Bufferdiscussie

[JW te R]

Een zeer grote buffer is een zeer groot nadeel om sanitair water aan te maken in de winter.

Je cv water combineren met sanitair in 1 grote buffer is mijn inziens een slechte keuze.

Kun je deze stellingen toelichten?
Volgens mij kun je prima je CV + sanitaire warmte uit één buffer halen, hoe groter hoe beter.
Je moet alleen veel aandacht schenken aan het gelaagd bufferen. Dus turbulentie in je buffervat voorkomen.

[JantjeV8]

Ik denk daar eveneens zo over:

In de winter stook je sowieso, dus 's-avonds 20 minuten de tapwaterboiler (300L) verwarmen vanuit de buffer is zo gepiept. Juist in de zomer is dat moeilijker, immers ik moet de buffer heet stoken om daarna het tapwater te kunnen verwarmen en dat is weinig efficient. In de zomer zou ik een bypass open moeten kunnen zetten om vanuit de kachel direct de tapwaterboiler te verwarmen en het buffer uit te schakelen.

Met die combinatie wordt denk ik bedoeld dat het cv water in je tapwatercircuit terecht komt. Dat is geen succesvolle insteek.

[nck]

Kun je deze stellingen toelichten?

Daar zijn een aantal simpele redenen voor.

In de eerste plaats zul je de buffer zodanig warm moeten stoken om de boilers voldoende warmte te geven, dat is minimaal boven de 75 graden.
Onder deze temperatuur duurt het in verhouding erg lang voordat de boilers op temperatuur komen, dit als gevolg van een relatief kleine warmtewisselaar in de indirecte boiler.

Ten tweede zul je er van overtuigd moeten zijn dat de boilers zeer regelmatig boven de legionella-vrije temperatuur doorgewarmd worden en wanneer deze temperatuur relatief laag ligt, (65-70 graden) moet je deze temperatuur ook nog een bepaalde tijd handhaven. Hier zijn normen voor die ik niet zo uit mń blote hoofd reproduceer, maar die zijn te vinden op internet. Ministerie van volksgezondheid. Opstoken op 85 graden ondervangt het probleem.

Ten derde is het zo dat wanneer de opwarming van de boilers voorrang heeft op het verwarmings-circuit er ongewild een blokkade kan ontstaan wanneer de boilers niet af willen slaan omdat de temperatuur van de buffer nét te laag ligt. Deze situatie is met een slimme schakeling wel te ondervangen.
Wat dan niet te ondervangen is dat de buffer behoorlijk gemengd wordt. Voel maar eens aan de retourleiding van een c.v. hoe heet deze is tijdens het opwarmen van een indirecte boiler.

Ten vierde zul je tijdens de warme dagen van het jaar veel warmte moeten produceren omdat je een deel van de buffer mee verwarmd.
Wanneer je direct uit de ketel je boilers verwarmd kun je het overschot "lozen"in de buffer. Ook niet erg efficiënt, maar de ervaring leert dat je vrij gauw weet hoeveel hout je moet stoken om een bepaald volume aan boilers op te warmen.

Vandaar dat mijn visie is om de boilers rechtstreeks vanuit de ketel op te warmen en de buffer enkel en alleen voor verwarmings-doeleinden te gebruiken. Dit bevalt mij tot nog toe het beste, ook omdat ik geen enkele achtervang heb in de vorm van een gas of oliegestookte ketel.
Ook (nog) geen zonnecollectoren.


Jan

[nck]

En dat bracht me tot de overweging dat er qua 'bufferen' er (even als zeer kort uittreksel) vier elementaire invalshoeken zijn:

A: Het opladen van de buffer,
B: het ontladen van de buffer,
C: het opladende systeem van de buffer, en
D: het ontladende systeem van de buffer.

Dit lijkt mij een uitstekende basis voor de nog te maken samenvatting.

Ook kan hier tijdens de discussie zo weer op teruggevallen worden om de draad redelijk schoon te houden en niet te veel af te wijken.

Maar wat mij betreft, mag tie d'r gewoon bij, al was het in de cursus "onbekende storing zoeken".
Beter voorbeeld om theorie en praktijk aan elkaar te toetsen, kan ik me niet indenken.

Dat wordt bij deze dus punt E

En dat meten, weten is, is bij beide 'bufferdiehards' genoegzaam bekent.

Das ist ja klar!!

Dit wordt kwaliteitsinfo waarbij de zelfbouwers in deze materie, hun vingers kunnen aflikken!

Dat is dus de oorspronkelijke bedoeling van deze draad, en we zijn mooi op weg. Ook de vragen van nieuwelingen in de materie zijn zeer zinvol, juist omdat je dan tekst en uitleg moet geven over de basis. En met die tekst en uitleg wordt het verhaal steeds verder geoptimaliseerd.

Ps D'r is nog een andere, maar zoek is op frohling met puntjes op de o

Ik heb een Fröhling, en die condenseert godzijdank niet, maar zal vanavond is op hun site rondsnuffelen naar nieuwe ontwikkelingen.
Hij draait overigens nu 16023 uur storingsvrij, (bedieningsfouten niet meegerekend.)

Nu zit die kogelkraan in de onderste aansluiting van je melktank, na je WW en pomp (in die volgorde bij het ontladen als ik mij goed herinner).

correct. schema: download/file.php?id=569&t=1
Kogelkraan zit in de onderste leiding van de buffer (is niet ingetekend)

Ja, dat werkt. Maar je bent wel in deze uitvoering wel nodeloos energie aan het wegsmoren.

Dat was wat me principieel tegenstond.

Daarom ben ik in mijn specifieke geval ook zo gecharmeerd van een open verdeler van zeg eens 750 liter. In combinatie met een thermosyfon verbinding via een forse pijpenbundel. alleen de platenwisselaar en het pompmechanisme aanhouden om eventuele capaciteitsproblemen te ondervangen.
In mijn geval is de uitbreiding met 750 liter juist ook zeer gewenst. Ik zal dit weekeinde dit idee aan de hand van een schema hier neer zetten zodat dit op z'n merites kan worden beoordeeld.

En de volgende uitdaging is om te komen tot geen pomp en by- pass!

Dat is dus ook in mijn idee verwerkt, zij het dat de pomp wel aanwezig is maar alleen ter ondersteuning.

Jan

[JW te R]

(...) zul je de buffer zodanig warm moeten stoken om de boilers voldoende warmte te geven, dat is minimaal boven de 75 graden.

Als je zorgt dat je gelaagd buffert (ik geef toe dat je daar wat besturingstechniek voor nodig hebt), hoef je niet je hele buffer heet te stoken om aan de bovenkant tapwater te kunnen verwarmen. En je moet sowieso nooit drinkwater bufferen.

Zelf heb ik concreet nog geen installatie, maar wel (gevorderde) plannen. Ik ga een grote buffertank plaatsen met zonnecollectoren en een CV-houtkachel.
De bestaande CV-ketel is bedoeld als backup (b.v. naverwarming tapwater indien nodig)

[nck]

(...) zul je de buffer zodanig warm moeten stoken om de boilers voldoende warmte te geven, dat is minimaal boven de 75 graden.

Als je zorgt dat je gelaagd buffert (ik geef toe dat je daar wat besturingstechniek voor nodig hebt), hoef je niet je hele buffer heet te stoken om aan de bovenkant tapwater te kunnen verwarmen. En je moet sowieso nooit drinkwater bufferen.

Zelf heb ik concreet nog geen installatie, maar wel (gevorderde) plannen. Ik ga een grote buffertank plaatsen met zonnecollectoren en een CV-houtkachel.
De bestaande CV-ketel is bedoeld als backup (b.v. naverwarming tapwater indien nodig)

Dan zou ik er helemaal niet te lang over na denken, en je boilers rechtstreeks over de ketel aansturen, en na opwarming van de boilers het overschot aan warmte uit de ketel de buffer in pompen.
Uit ervaring is dit met name in de zomerse dagen de meest efficiënte manier. Wanneer je je zonnecollectoren voor de buffer gebruikt kun je daar op een eenvoudige manier voordeel van hebben door je sanitaire water voor te verwarmen met de buffer.
Maar het opwarmen zou ik altijd over de ketel doen al was het maar alleen om de veel hogere temperatuur die je gebruikt. > 85 graden.

Hoe groot is overigens de boiler(s) die je in gedachten hebt? Ikzelf heb 4 Nefits hangen met een totale inhoud van 380 liter. Wanneer die helemaal leeg zijn ben ik daar zeker drie kwartier mee bezig om ze op te warmen. Ze slaan af bij 80 graden.

Jan

[JW te R]

De buffertank is nog niet definitief geselecteerd, inhoud hangt een beetje af van de buitenmaten. Ik mik op 1000 - 1500 liter.
Ik ga het water voor de vloerverwarming en (een paar) radiatoren rechtstreeks uit de tank trekken. Gas-CV ketel is op afroep: Als de buffertank de gevraagde temperatuur niet kan leveren laat ik 'm bijspringen. En in dat geval voed ik natuurlijk alleen de toplaag van de buffertank.
Met de aansturing van tapwaterverwarming bemoei ik me helemaal niet. Waterleiding loopt via een warmtewisselaar bovenin de buffertank naar de gas-CV-ketel, en die kan zelf wel bedenken of het warm genoeg is.

[nck]

Waterleiding loopt via een warmtewisselaar bovenin de buffertank naar de gas-CV-ketel, en die kan zelf wel bedenken of het warm genoeg is.

Jou oplossing zal probleemloos werken. Altijd verzekerd van voldoende naverwarming door een c.v. ketel.
Waar het in deze draad ook om gaat is de verwarming van een boiler middels een buffer. Dat is niet wat jij doet, immers je pleegt een voorverwarming van het tapwater. Het opwarmen van een boiler door middel van een buffer vergt veel meer aandacht.
Juist omdat ik geen gasketel heb kwam ik vrij snel tot de bovengenoemde conclusies, welke dus specifiek van mijn situatie afkomstig zijn.

Jan

[JW te R]

Ook als je de warmte in je buffertank wilt gebruiken om een tapwaterboiler op te warmen hoef je volgens mij niet de hele buffertank heet te stoken.
Voorwaarde is wel dat je in de ontwerpfase al rekening houdt met de gewenste temperatuurzones.

[JantjeV8]

Buffer en tapwaterboiler:

Mijn buffer: 1500L
Boiler: 300L.
Beiden van Solarbayer, goed geisoleerd e.d.
Boiler kan vanuit de buffer verwarmd worden. W.w. zit bovenin de boiler, wordt gevoed door 35mm leidingwerk vanuit de buffer. Boiler op 40gr, opwarmen tot ca. 75gr duurt AMPER 20 minuten.
Dan heb ik het over de bovenste helft van de boiler.
Onderste helft zit w.w. van de zonnecollector. Mooi week-end achter de rug, veel zon doch laagstaand ondertussen. Instroomtemperatuur onderin de boiler bedraagt 15graden. Tegen de avond boiler onderin rond de 40 graden.

In de zomer verwarmen vanuit de buffer:
Kachel stoken, complete buffer laden naar 80 graden.
's-Avonds even wamte onttrekken om boiler na te verwarmen, zie boven.
Dag later:
Boiler is heel eind leeg verbruikt, temperatuur bovenin ca.40graden.
Buffer is ook wat terug gelopen: 70 graden.
Weer naverwarmen en 20 minuten later een boiler van 65 graden.
2e dag wordt een ander verhaal:
Buffer is nog maar net 60 graden. Daar krijg je de boiler niet meer op temperatuur. Dus weer stoken.

En dat is het 'm juist. Om 2x een boilertje op te warmen, moet je een volle kachel hout wegstoken. Is gewoon zonde. Dus een directe opwarming vanuit de kachel is veel efficienter. Zeker in de zomer. Na een paar keer weet je wel hoeveel hout er gestookt moet worden, in elk geval zal dat veel minder zijn dan via de buffer.

[nck]

En dat is het 'm juist. Om 2x een boilertje op te warmen, moet je een volle kachel hout wegstoken. Is gewoon zonde. Dus een directe opwarming vanuit de kachel is veel efficienter. Zeker in de zomer. Na een paar keer weet je wel hoeveel hout er gestookt moet worden, in elk geval zal dat veel minder zijn dan via de buffer.

Is ook mijn ervaring, naverwarmen of enkele dagen "onderhouden" is geen punt maar helemaal opwarmen gaat veel efficiënter over de ketel.

Jan

[Chicken Power]

Dat wordt bij deze dus punt E

Ik stel voor om hier een punt O in te voeren, van (vooralsnog) onbenoemd. En dan rp(regelprobleem) >ad. D

Hierdoor blijven m.i. de hoofdessenties het meest zuiver.

Dat is dus de oorspronkelijke bedoeling van deze draad, en we zijn mooi op weg. Ook de vragen van nieuwelingen in de materie zijn zeer zinvol, juist omdat je dan tekst en uitleg moet geven over de basis. En met die tekst en uitleg wordt het verhaal steeds verder geoptimaliseerd.

Ik zal (in principe, met het enthousiasme zou er wel eens tussentijds geschakeld kunnen worden) weer verder gaan met jouw primaire basisstellingen. Laat duidelijk zijn, dat dit geen ontkenning van inmiddels door andere geplaatste reacties betekend, ik reageer nog in '1e termijn'.

Groet, Cp

[nck]

k stel voor om hier een punt O in te voeren, van (vooralsnog) onbenoemd.

Kan ik mee leven.

Ik zal (in principe, met het enthousiasme zou er wel eens tussentijds geschakeld kunnen worden) weer verder gaan met jouw primaire basisstellingen. Laat duidelijk zijn, dat dit geen ontkenning van inmiddels door andere geplaatste reacties betekend, ik reageer nog in '1e termijn'.

Graag!!
Maar wees gewaarschuwd voor de valkuil in stelling 4.

Jan

[Chicken Power]

Beste Jan, nck,

Stelling 1: Een buffer dient beladen te worden met de hoogst mogelijk haalbare temperatuur.

Nogmaals, alleen onder die conditie, is de maximale opslagcapaciteit beschikbaar. (A)

Stelling 2: De retourtemperatuur moet zo laag mogelijk worden gehouden. Het grootste rendement wordt behaald door zolang mogelijk een zo hoog mogelijke boventemperatuur in de buffer te houden.

Mee eens. Naar de stelling is dit B.

In mijn buffer stuur ik bij warmtevraag ... ... De wisselaar en de sensor moeten eerst een 20-30 graden afkoelen. Wanneer de ondertemperatuur in de buffer op ongeveer 35 graden is gekomen ter hoogte van de platenwisselaar is het verschijnsel weg. (logisch)

Dit is alleen het gevolg van de practische opstelling van de componenten, waarbij je toen nog niet op dit effect bedacht was. Makkie nu.
Ter nadere geruststelling; het gebeurt veel CV- boeren nu ook die een Intergas combiketel plaatsen. Leuk ding, is over nagedacht. Geen driewegklep(kan dus ook niet stuk), maar twee aparte spiralen in het WW-blok. Bij SWW- bedrijf ook geen pomp nodig. Staat het ding op Comfortstand ipv ECO, dan houdt ie het blok warm voor snellere tapwaterlevering. Is nu de afgaande SWW-leiding omhoog, dan kon het wel eens gebeuren dat het ding om de 5 minuten aanslaat. Graag 10 cent voor elke geval.

Stelling 3: Een interne warmtewisselaar boven in een buffer is funest voor de gelaagdheid en dus voor het rendement.

Geen ja en geen nee. Kies voor Vader B.

Ik blijf erbij dat dit toch een ongewenst effect is. Tenzij iemand mij van het tegendeel weet te overtuigen.

Jan, het hangt er maar net vanaf hoe het gedimensioneerd is. In een vat als bij Bb met meerdere spiralen, heb je gelijk, maar Bb heeft ook minder heet water nodig. Echter, een spiraal zoveel mogelijk naar de buitenzijde van het vat (richting wand), zal bij dergelijke afmetingen, een soort omgekeerd donut- effect veroorzaken. Het afgekoelde water zal mede door het warmteverlies aan de wand, daarlangs naar beneden stromen. Het warme water zal zich als een paraplu vanuit het midden over de top naar de spiraal vloeien. Eigenlijk net zoals een buffer met een dubbele wand als WW.

Ik heb al een hele wereld gezien aan inserts, stromingspijpjes en rubber kapjes/klepjes die allemaal een ding gemeen hebben, en dat is de gelaagdheid zoveel mogelijk te respecteren.

Stelling 4: Een platenwisselaar heeft toch een beperking in het vermogen wat betreft de flow en maximaal haalbaar temperatuurverschil.

Ik mis in vergelijking tot wat. Voorlopig is het het kleinste doosje wat het grootste rendement qua overzetten van warmte betreft. Men dient zich wel goed te beseffen dat opgegeven capaciteiten, zich in zijn algemeenheid beperken tot een deltaT van 20 graden en dan vooral bij een typisch turbulente stroming.

In deze casus is de deltaT veel groter, en een laminaire stroming veel meer gewenst dan een turbulente.

Zo zou er van die 50 kW maar net 15 kW overkunnen blijven....

Dit voluit door laten branden van de ketel is voor mij een prioriteit.

Ecologisch en economisch is dit ook het meest gewenst.

Goed beschouwd is het een contradictie. Wanneer ik met een 50 Kw wisselaar alle warmte wel weg kan zetten naar de buffer bij een temperatuurverschil van 25 graden zou ik dat in principe ook moeten kunnen bij 55 graden. Niet dus. Theoretici kom maar op!!

Misschien begrijp ik hem niet goed, maar ik denk het verschil tussen optellen en aftrekken:
Ketelwater op 80 graden, deltaT 25, is 55 graden naar de buffer, niks aan de hand.
Ketelwater op 55 graden, deltaT 25, is 30 graden naar de buffer, niks aan de hand. Maar wat als de buffer die 30 graden bereikt heeft? De overdrachtscapaciteit zakt als een pudding weg.
Dit is wel bereneneerd met je huidige pomp systeem, anders gebeurt er buiten terugregelen van de ketel heel weinig als er nog een plons van 45 graden bovenin de buffer zit

Of bedoelde je dit niet? Ik ga in deze trouwens voor Vader C.

Mijn gedachte is om de wisselaar "langer" te maken, daarmee bedoel ik om bijvoorbeeld twee identieke wisselaars in serie te zetten. Dit is echter voor mij nog een onontgonnen gebied.

Naar het respecteren van de lage flow, is een grote doorlaat ook van belang. Misschien toch parallel?

Stelling 5: De toepassing van een open verdeler.

Forumlid Chicken power gaf het mij al aan, de toepassing van een open verdeler om optimaal gebruik te maken van de gelaagdheid. Daar kan ik helemaal achter staan met dien verstande dat je een goede combinatie moet zien te vinden met enerzijds de toepassing van warmtewisselaars als gevolg van een drukhoudend en drukloos systeem, en aan de andere kant optimaal gebruik wil maken van het thermosyfon-effect.
Hierover zijn we nog niet uitgepraat.

M.i. is hier duidelijk geen sprake van een stelling.

Groet, Cp

[nck]

nck schreef:
Stelling 3: Een interne warmtewisselaar boven in een buffer is funest voor de gelaagdheid en dus voor het rendement.

Geen ja en geen nee. Kies voor Vader B.

Voor de volledigheid: Dit was een spontane gedachte die bij mij opkwam toen ik de grafieken van Bb bestudeerde. Van enige onderbouwing is dus ook geen sprake. Alleen de observatie van de "zaagtand" grafiek die de gedachte bij mij losmaakte van de interne stroming. Helemaal omdat ik gelezen heb hoe Bb de isolatie van zijn buffer heeft uitgevoerd.

Ik mis in vergelijking tot wat. Voorlopig is het het kleinste doosje wat het grootste rendement qua overzetten van warmte betreft. Men dient zich wel goed te beseffen dat opgegeven capaciteiten, zich in zijn algemeenheid beperken tot een deltaT van 20 graden en dan vooral bij een typisch turbulente stroming.

In deze casus is de deltaT veel groter, en een laminaire stroming veel meer gewenst dan een turbulente.

Dat is ook de crux van het hele verhaal.
Een en ander is ook beschreven door forumlid John doh.

Het is inderdaad in theorie zo dat je met ongeacht welke warmtewisselaar aan de secundaire kant altijd de aanvoertemperatuur uit de ketel moet kunnen benaderen, eenvoudig door de secundaire flow te knijpen. Maar het punt is inderdaad wel dat je daarmee ook het vermogen dat wordt overgedragen terug brengt. De temperatuurstap van 5 graden tussen primair en secundair is daarbij geen onredelijke waarde. Er is een drijvende kracht nodig om de warmte door de platen van wisselaar te "persen" en hoe groter het over te dragen vermogen, hoe groter ook die drijvende kracht in de vorm van een temperatuurverschil moet zijn.

Je kunt in een warmtewisselaar drie "componenten" voor de energiestroom onderscheiden, die alledrie aan elkaar gelijk moeten zijn:

Primair: P = 4,18 kJ/kg.K * flow_primair * DeltaT_primair

Secundair: P = 4,18 kJ/kg.K * flow_secundair * DeltaT_secundair

Overdracht: P = U * A * LMTD

Hierbij is P het vermogen in W, de flow in kg/s. U is een overdrachtscoefficient in W/m2, A het oppervlak van de wisselaar in m2 en LMTD het logaritmisch gemiddelde temperatuurverschil:

LMTD = (DeltaT_primair - DeltaT_secundair) / ln (DeltaT_primair/DeltaT_secundair)


Dan nog is dit stelsel vergelijkingen iets te simpel, omdat de overdrachtsfactor U enigszins afhankelijk is van flow en temperatuur. Fabrikanten hebben over het algemeen modellen van de door hen geleverde wisselaars, waarmee je snel de verschillende werkpunten kunt uitrekenen. Je moet dan wel een beetje weten wat je doet, maar het is wel te doen

Deze verklaring van John is door meting aan de buffer en observatie van de ketel te onderbouwen.

Ketelwater op 80 graden, deltaT 25, is 55 graden naar de buffer, niks aan de hand.
Ketelwater op 55 graden, deltaT 25, is 30 graden naar de buffer, niks aan de hand. Maar wat als de buffer die 30 graden bereikt heeft?

In deze ga je uit van de keteltemperatuur, wat onjuist is.
De ondertemperatuur van de buffer bepaald de delta T.
Dus wanneer mijn ketel water van 85 graden produceert en de ondertemperatuur in de buffer 30 graden is (dit is geen uitzonderding),
dan is de laadtemperatuur van de buffer 50 - 55 graden.
Dit is nu juist het punt waar het om draait bij de belading via een externe warmtewisselaar.
Wanneer mijn buffer niet volledig ontladen is heb ik een nog aanwezige boventemperatuur van rond de 75 graden.
Oftewel ik sta de buffer eerst ruim 20 graden af te koelen om hem vervolgens bijna helemaal op te moeten warmen om de benodigde boventemperatuur weer te kunnen halen.

Nu kun je stellen: wat is dit voor muggenzifterij, (er was ook nog een uitdrukking met mieren geloof ik) maar het is wel degelijk van belang.
Het zit hem in het voor- en naseizoen. Dan heb je geen volledige bufferlading nodig. Dus kun je je voordeel doen met een "halve" buffer, mits de boventemperatuur maar hoog genoeg is.
En dan blijft het een "rendement" verhaal. Dump het overschot aan warmte tegen de hoogst haalbare temperatuur in de buffer. Met de diepst mogelijke afkoeling haal je dan het beste rendement.


En daar komt ook het idee vandaan om de wisselaar te "verlengen". Misschien een wat wonderlijke vergelijking, maar zie de platenwisselaar als een trafo.
Ik ben niet uit op een hoger amperage maar op een hoger voltage. Dus ik moet de trafo's in serie zetten in plaats van parallel.
Bij een delta T van 25 graden is mijn flow voldoende om de geproduceerde warmte af te voeren, Maar ik wil een delta T van 50 graden bij gelijke flow.
(schiet maar)

Overigens is het zo dat ik een vrij goed beeld krijg hoe ik de capaciteit van mijn buffer en de warmtewisselaars daarbij ga aanpassen.
Voordat er ook maar iets veranderd zal ik hier een schema publiceren. Punt is dat ik simpelweg te weinig buffercapaciteit heb.


Zoals altijd zie ik ieders reactie met interesse tegemoet.

Jan