Verwarming met Vacuum heat Pipes; slimmer dan warmtepompen

  • 16 November 2020
  • 22 reacties
  • 5025 Bekeken

Badge

Ons wordt aangepraat dat warmtepompen een prima oplossing zijn voor verwarming en warmwater.

Dit forum laat zien dat er eigenlijk een veel beter alternatief is: Vacuum Heat Pipes

-marginale warmtekosten vrijwel nihil; dus gunstige terugverdientijd

-geen stroomvreterij

-geen dure verbouwingen nodig voor vloerverwarming; 

-bewezen technologie

 

De Vacuum Heat Pipes hebben een belangrijk nadeel:  De onbekendheid ermee

 


22 reacties

Reputatie 6
Badge +3

@Wouter-en-de-Virtual-Power-PlaIk zou je bijna willen geloven, maar heb dan toch een paar vragen/opmerkingen:

  • Bronnen, welke jouw “reclame praatje” onderbouwen?
  • Voorbeeldinstallaties met belastbare “verbruikscijfers” voor en na installatie.
  • Investeringskosten (en subsidiemogelijkheden)

Just my 2 cts

Badge

Goed punt!

- In Duitsland al algemeen toegepast (Google maar op Vakuumröhrenkollektor)

-in NL het Nagele project: zie bv http://www.energieknagele.nl/

-Gewoon googelen op (vacuum heatpipes).

 

Er is veel te doen over het stagnatieprobleem; moderne types als bijvoorbeeld de Viessmann Vitosol 200 hebben dit problem allang zeer elegant bij de wortel opgelost. 

Niet gaan tobben over verouderend glycol, overdrukbeveiliging en andere symptoombestrijders. 

Welkom in de wonderen wereld van de schone, maar vrij onbekende vacuum heatpipes.

De zon levert in NL plm 1000 kWh er m2 per jaar; vacuum heat pipes kunnen hiervan ongeveer 600 kWh per m2 per jaar oogsten. 

Reputatie 6
Badge +3

@Wouter-en-de-Virtual-Power-Pla  Interessant (proef)project waar ze in Nagele pas aan beginnen - 16 oktober j.l!
Maar dat is niet wat ik met mijn vraag naar belastbare bronnen en naar bestaande voorbeeldinstallaties met cijfermatige onderbouwing bedoel.

Een project wat alleen goed werkt met een aantal woningen en een gemeenschappelijke seizoensopslag is voornamelijk/voorlopig iets voor de nieuwbouw in het kader van de proeftuinen “aardgasvrije wijken” (subsidie).

Mijn persoonlijke mening:
Voor de meeste bestaande particuliere daken is vermoedelijk het plaatsen van pv-panelen eenvoudiger/goedkoper te doen en veel flexibeler te gebruiken. En de markt is redelijk volwassen.

YMMV

P.S.: Met de vacuum heatpipes ben ik al langer bekend, mijn zwager in D heeft zoiets sinds 8 jaar op zijn dak liggen.

Badge

Wat is een "belastbare bron” wat wordt waarmee "belast”? 

Er zijn al duizenden installaties in NL; opbrengst dus plm 600 kWh per m2 per jaar, maar dat weet uw zwager toch ook al 8 jaar?

 

Wat bedoelt u?

 

Badge

Ok, even wat rekenwerk:

 

Buizen van de vacuuum heatpipes leveren op jaarbasis zeg 600 kWh per m2.

Nemen we even als voorbeeld een huis met een jaarverbruik warmtevraag van 1200 kuub gas. Dat is het energie-equivalent van zeg 12.000 kWh. daarvoor is dus nodig 20 m2 . Dat is wat veel voor een dak van een gemiddeld nieuwbouwhuis.

 

Nu gaan we dezelfde warmtevraag opwekken met warmtepompen en zonnepanelen:

Laten we optimistich eens uitgaan van een jaargemiddelde CoP van 2,5.

Dan zijn er dus nodig voor een warmtevraag van 12.000 kWh omgerekend 4.800 kWh .

Laten we nu eens uitgaan van een goede installatie zonnepanelen die 1 kWh per Wp per jaar oplevert (wat een mooi resultaat is; beter dan de gemiddelde opbrengsgarantie).

Dan hebben we dus nodig 4800 Wp per jaar voor de warmtepomp.. 

Met 300 Wp panelen hebben we dan dus nodig 16 zonnepanelen van 1,65 m2, dus dat betekent een dakoppervlakte van  ruim 26 m2. Grotere zonnepanelen mag natuurlijk ook, zolang het totale oppervlak maar ruim 26 m2 is.

Verwarmen via zonnepanelen/warmtepomp kost daarmee wel meer dakoppervlak van via warmtebuizen. Is dat in de vergelijking meegenomen? 

 

Het is allemaal wel puur rekenkundig. We moeten natuurlijk ook kijken naar seizoensopslag, want de meeste warmte wordt nu eenmaal opgewekt in de zomer en het grootste verbruik is nu eenmaal in de winter.

Dat is nog wel even een dingetje.

Kaliumcarbonaat is een zout dat water kan opnemen (dat levert warmte op) en afstaan (dat kost warmte)

Met google zijn duizenden voorbeelden te vinden van succesvolle projecten; google maar op ("seizoensopslag warmte”).

 

 

 

 

Reputatie 6
Badge +3

@Wouter-en-de-Virtual-Power-PlaWat ik bedoel met belastbare bron zijn metingen aan een bestaande installatie in een woonhuis verricht bij voorkeur door een erkend meetinstituut plus ervaringsberichten door mensen welke een cv-installatie (deels) hebben vervangen door een zonneboilerinstallatie op basis van vacuüm-heatpipes. Natuurlijk het liefst als tijdreeks over een heel kalenderjaar, alles andere kan ik wel geloven. Als er nog een financieel plaatje gepresenteerd kan worden is het verhaal volgens mij compleet.

600 kWh/m² jaaropbrengst (welke ligging/oriëntatie - locatie?) vind ik in vergelijking met huidige pv-panelen i.c..m. een L/W-warmtepomp niet echt interessant. Mijn eff. 14,72 m² zonnepanelen (uit 2015) leveren per jaar gemiddeld 2850 kWh. Met een gemiddelde sCOP van 3,8 (conservatief) zou je hiermee 11.210 kWh/a thermisch kunnen opwekken (natuurlijk met LTV). 
Bij een nieuwbouw met huidige panelen zou dit (340Wp/285Wp) x 2850 kWh = 3400 kWh/a el. of 12,9 MWh/a thermisch kunnen worden.

Mijn conclusie:
Een pv-installatie + L/W-wp is mijn inziens veel flexibeler. Ik kan ook redelijk inschatten wat de installatiekosten en lopende kosten zijn, voor een installatie met vacuüm-heatpipes weet ik dit (nog) niet.

Bron voor sCOP L/W-warmtepompen (cv + sww)

P.S.: Met een L/W-wp zou je ook nog kunnen koelen (zou ik zelf niet doen).

Badge

Je schrijft: “Met een gemiddelde sCOP van 3,8 (conservatief) zou je hiermee 11.210 kWh/a thermisch kunnen opwekken (natuurlijk met LTV). ".

Ja,maar is die cop van 3,8 daadwerkelijk ergens gemeten of is het een “aanname”. 

 

In de vergelijking heatpipes versus pv+L/W wp draait het om de cop waarde:

We vergelijken de opbrengsten van heatpipes (uitgedrukt in  kWh per m2 per jaar, zeg 600). met die van pv (ook uitgedrukt in kWh per m2 per jaar, zeg 200).

 

Is deze verhouding hoger dan de gemeten COP dan zijn de heatpipes energetisch in het voordeel; is die verhouding lager dan de gemeten COP dan is jouw combi PV + L/W-wp energetisch in het voordeel.

 

Dat zien we dan ook terug in onze twee berekeningen: ik ga uit van jaargemiddelde cop=2,5 en jij zet deze op 3,8. Ik zit onder de 3 en jij zit boven de 3. 

 

In werkelijkheid moeten we meer zaken in de vergelijking betrekken: bijvoorbeeld op een koude regenachtige dag geeft jouw combi wel een hoge netbelasting, Dan komen we weer op mijn andere topic, de Virtual Power Plant.

Oh, ja mijn 600 kWh per m2 per jaar gaan over een plat dak met Viessmann VT200.

Reputatie 6
Badge +3

Je schrijft: “Met een gemiddelde sCOP van 3,8 (conservatief) zou je hiermee 11.210 kWh/a thermisch kunnen opwekken (natuurlijk met LTV). ".

 

Ja,maar is die cop van 3,8 daadwerkelijk ergens gemeten of is het een “aanname”.

 

600 kWk per m2 per jaar is op een plat dat.


De sCOP van 3,8 is zoals gezegd mijn conservatieve! schatting, de werkelijke meetgegevens, welke ik onder citaat: “Bron voor sCOP L/W-warmtepompen (cv + sww)” gelinkt heb, vermelden een gemiddelde sCOP van een aantal L/W-warmtepompsystemen met en zonder warmwaterbereiding voor de maanden januari - april 2020.
De sCOP voor cv is gemiddeld 4,4 (49 systemen), de sCOP voor sww 3,9 (17 systemen) - waarbij de warmwater sCOP een grotere spreiding heeft.

De Vacuum Heat Pipes hebben een belangrijk nadeel:  De onbekendheid ermee

 

  • Plus dat
  • erg veel huizen niet genoeg dak hebben, zeker niet als er al PV ligt.
  • veel huizen een dak hebben dat ongunstig ligt
  • veel huizen last hebben van schaduw, zeker in de winter waar het om gaat
  • veel huizen (steden!) vrijwel geen ruimte over hebben voor een reservoir van tientallen m3
  • je de installatiekosten, heel veelzeggend, niet vermeldt (Ik heb eens wat gezocht in het Duits, op jouw advies en werd niet blij)
  • je het niet hebt over onderhoudskosten van een systeem met allerlei leidingen, warmtewisselaars en pompen
  • je vergeet dat je die glazen pijpen ver weg van de straat moet houden omdat daar nu eenmaal mensen lopen die alles kapot willen hebben
Reputatie 6
Badge +5

@Wouter-en-de-Virtual-Power-Pla 
Zonnecollectoren met vacuümbuizen bestaan al de nodige jaren, maar ze doen het in de praktijk niet veel beter dan vlakke plaat collectoren.
Je kunt er in de zomer een leuke tobbe met warm water van krijgen, in de winter wordt het strootje trekken wie een warme douche krijgt en wie daarna koud kan douchen.

Kom niet met allemaal uiteenzettingen hoe geweldig het allemaal is, dat is het niet.
Ik ben 4 jaar geleden in zo'n mooi verhaal getrapt, de installatie koste 3300 euro met hier boven beschreven effect.
Gelukkig hadden we ook nog de gewone cv ketel voor warm water.
De besparing op gas was slechts enkele tientjes per jaar, en dan alleen in de zomer, in de winter deed dat ding nagenoeg niks.
De kosten van onderhoud bijna net zo veel.
Als het voor een beetje douche water amper geschikt is, is het voor verwarming in de winter volstrekt ongeschikt, al jou berekeningen ten spijt.
Ook hier strand je op het feit dat de zon in de winter te weinig schijnt en te zwak is voor een warm huis.
Ik ben er sindsdien goed van doordrongen dat de praktijk veel minder rooskleurig is dan wat al die milieu lobbyisten bij elkaar beweren inclusief de firma's die het tegen een godsvermogen wel even komen installeren.

De terug verdientijd werd voorgerekend op 45 jaar op voorhand dus al niet terug te verdienen met besparingen, maar in de praktijk kwam het op 250 jaar neer.
Zo lang ga ik niet meer mee.

 

Badge

Het gemiddelde huishouden in NL verbruikt 3500 kWh electrisch en zo'n 1300 kuub gas. Ik kom dan totaal op zo'n 16.000 kWh die linksom of rechtsom geleverd zullen moeten worden.

Er zijn maar weinig huizen die op welke wijze dan ook aan hun dakopervlakte genoeg hebben om hun totale energiebehoefte te dekken.

Dat betekent dat op enigerlei wijze naast het dak, ook externe energiebronnen beschikbaar moeten zijn:

Hetzij warmtepompen die hun energievraag lessen uit het stroomnet, hetzij externe  warmwatervoorzieningen.

Massale inzet van warmtepompen veroorzaakt problemen voor de stroomvoorziening, die linksom of rechtsom geld kosten. Waarom worden die kosten weggelaten in het warmtepompplaatje? Veroorzaak een stroomprobleem voor een andere partij en je hoeft het stroomprobleem van warmtepompen probleem niet op het conto van warmtepompen te zetten.

Oude types warmwaterpijpen leveren ongetwijfeld weinig meer dan vlakke platen; Zo kan een moderne pijp als bijvoorbeeld de Viessmann 200 de vergelijking met de vlakkeplaat op jaarbasis makkelijk aan.

Ongetwijfeld zijn er installateurs die zaken "wat leuker”voorstellen dan de weerbarstige praktijk; slecht werk leveren en hun verouderde spullen zonodig kwijt moeten.

Een warmtepomp verhaal zonder het stroomopwekprobleem in de vergelijking mee te nemen is ongetwijfeld gunstiger dan de warmwaterpijp waarbij de bijbehorende problemen wel worden meegenomen.

 

 

Reputatie 7
Badge +5

zitten de kosten voor het net, en het onderhoud ervan, niet in het elektra tarief? En dan zitten ze dus wel degelijk in de kostenvergelijking

Badge

Warmtepompbezitters veroorzaken extra maatschappelijke kosten voor de koperverzwaring. Het is dan een keuze:  Neem je deze extra kosten eerlijkheidshalve getalsmatig mee bij "de kosten voor de warmtepomp” of laat je deze extra kosten rekenkundig buiten het plaatje voor warmtepompen.  Deze kosten horen in de vergelijking warmtepompen/warmwaterpijpen boekhoudkundig bij de kosten voor de warmtepompen. 

 

Wie uiteindelijk deze kosten gaat betalen is een politieke keuze; dat is niet aan mij.

Wouter,

Ik moet FS nu gelijk geven. Ik stel voor dat je met een goed en doorgerekend voorbeeld komt met een totaal kostenplaatje van buizen, opslagsysteem, KCO3, leidingwerk, onderhoud én resultaten. Anders denk ik er het mijne van. Je stuurt ons naar google. Waarom? Kun je zelf geen goed voorbeeld vinden? (Zie dit als een uitdaging)
De website van het project in de polder is een waarlijk hoeraverhaal want zowel technisch als financieel staat er bijna niets in behalve dat het zo geweldig is.

BTW die koperverzwaring is toch helemaal niet nodig als we een goede VPP hebben? Wie was daar laaatst zo enthousiast over op dit forum?

 

Reputatie 6
Badge +3

@Wouter-en-de-Virtual-Power-Pla   Als je de "maatschappelijke kosten” erbij wil halen is misschien een vergelijking via “Startanalyse aardgasvrije buurten” de moeite waard? Hier worden op buurtniveau een aantal alternatieven m.n. op “nationale” kosten (=maatschappelijke kosten) doorgerekend (“heatpipes” i.c.m. PCM's zitten er helaas niet bij). - Een maand geleden is er een nieuwe iteratie verschenen. Hier kan iedereen met actuele data zijn eigen buurt op verschillende manieren, bij wijze van spreken, van het gas afhelpen. Het is zeker niet het finale woord, maar geeft wel een indicatie. YMMV

 

Badge

Ik laat via google zaken zien omdat ik geen zin heb in zinloos eindeloos knip- en plakwerk, als iedereen vanuit zijn stoel met 1 muisklik kan zien wat ik bedoel. 

Het hele plaatje valt of staat met de juiste (s)CoB. Daar zijn modellen voor en het is maar net welk model je kiest.

 

Een belangrijk punt in het voordeel van heatpipes wordt hier wel vergeten:

Per opgewekte kWh thermisch (Joule, zo u wilt) zal een warmtepomp, in welke configuratie dan ook, kWh's elektrisch “ergens” vandaan moeten halen. Waar deze electrische energie ook vandaan moge komen, ze mogen niet worden weggelaten in het totaalplaatje. Het gemiddelde huishouden zal zeg 13.000 kWh thermisch per jaar willen hebben om er warmjes bij te zitten. Deel dit door de SCOB en je weet hoeveel kWh's electrisch je jaarlijks “ergens” vandaan wilt halen. Het komt niet “uit het niets”.

 

Bij heatpipes komt deze primaire energie wel “uit het niets” (natuurkundig niet natuurlijk, maar zonne-energie “is er ", daar is die grote waterstofbom op 150.000.000 km afstand voor)  De marginale kosten voor de primaire energiedrager bij heatpipes zijn "nul”:  je legt de pijpen op het dak en ze worden “vanzelf” heet, ook als ze nergens op zijn aangesloten. Je hoeft  nergens je extra kWh's in te kopen. of te “tappen” (ok er is wel een pomp, zoiets als nu ook al op je gasketel zit).

Reputatie 6
Badge +3

@Wouter-en-de-Virtual-Power-Pla   Jouw belangrijk punt in het voordeel van “heatpipes” is volgens mijn bescheiden mening net zo goed van toepassing op pv-panelen.

Je gebruikt de energiebalans op jaarbasis voor de heatpipes, mag ik dan ook de energiebalans voor pv-panelen op jaarbasis daar tegenover zetten?

Deze energie komt ook van dezelfde nucleaire fusiereactor met dezelfde beperkingen qua opbrengst. Dat je de pv-panelen ook op het stroomnet moet aansluiten o.k. - maar wat is er mis mee?? 

In de winter leveren beide oplossingen, relatief gezien, hetzelfde op. (Het is trouwens sCOP en niet SCOB)

Het overschot van de zomeropbrengst van je heatpipes kan je niet zomaar terugleveren dit MOET je lokaal opslaan (in een gemeenschappelijke seizoenbuffer?) - en wat kost dat dan per huishouden? - Een legitieme vraag lijkt mij.

Als ik puur naar het rendement van de energieopwekking voor verwarming kijk zie ik geen voordeel in de oplossing met heatpipes plus de kosten voor de opslag in een PCM-energiebuffer, deze is volgens mij ook niet gratis. - Wat zijn de kosten per huishouden??

Al met al hangt jouw argumentatie met losse kreten aan elkaar (net zoals de mijne misschien)
maar mij overtuig je op deze manier in ieder geval niet. - Ik wil een rendementsberekening zien!

Badge

Laten we even kijken of we langs elkaar heen praten:  Ja, de zon is (ook) de primaire bron voor PV. (ik heb toch nergens gesteld dat dat niet zo zou zijn of dat heatpipes de enige zouden zijn?).

Ik heb het gewoon niet over pv-panelen. Welke afslag missen we? (we komen er wel uit)

Ja, het is sCoP of CCOP of ook wel sCOP (sorry voor de typo).

De zon levert in NL per jaar zeg 1000 kWh per jaar per m2. Pv-panelen oogsten hiervan plm 200 kWh per jaar per m2 en heatpipes oogsten zeg 600 kWh per m2 per jaar.

Ja, een momentaan overschot aan electrische energie kun je als huishouden (vrijwel) onbeperkt  kwijt op het net en het momentane warmteoverschot gaat naar? Ja , een collectief zwembad of in een vat met bv. K2CO3, kaliumcarbonaat of je doet er niets mee en je gaat in -gedeeltelijke- stagnatie; maar dan ga je de genoemde 600 kWh per jaar natuurlijk niet halen.

 

K2CO3,  Kaliumcarbonaat (hydrateren en dehydrateren) in "warmtebatterijen” geeft een soortelijke warmte van zeg meer dan 40.000 Joule per kilo per Kelvin, dat is plm 10 maal zoveel als die van water. Hoef je geen zwembad onder je huis aan te leggen voor seizoensopslag, maar kun je volstaan met een volume van een flinke Amerikaanse koelkast.

 

Vreemd: in Duitsland is 1 op de 10 nieuwe zonnecollectorinstallaties een heatpipe installatie. Er is een  zee aan literatuur beschikbaar. Duitsers maken geen grapjes, dus dat is echt waar. Google eens op vakuumröhrenkollektor.  

Een greep uit vele:   https://www.baulinks.de/webplugin/2020/1361.php4

Er is een weelde aan bv Duitse rekenpartijen voorhanden; die hoef ik niet te kopieren.

En dan zouden alle verhalen losse kreten zijn? I don't think so.

  

 

 

Reputatie 6
Badge +3

@Wouter-en-de-Virtual-Power-Pla Waar kan ik de flinke “amerikaanse koelkast” met K2CO3 hydraat vulling als seizoensopslag kopen?
Kan je een berekening laten zien over de capaciteit van de opslag en het temperatuurniveau?

Ik kan trouwens alleen maar onderzoeksgegevens over K2CO3 hydraat als (mogelijke) warmteopslag vinden.

Over “Vakuumröhrenkollektoren” i.c.m. seizoensopslag op basis van K2CO3 hydraat kan ik al helemaal niets vinden.

 

Reputatie 4
Badge +3

Vacuum heat pipes, ook een prachtige methode om je huis mee warm te kunnen krijgen, maar een groot nadeel is toch wel dat dit in de langdurige donkere periode die ons land in de wintermaanden kent, dit niet genoeg opbrengt? Net zoals dat bij zonnepanelen het geval is, eigenlijk. Het voordeel van een warmtepomp is dat je die kunt inschakelen wanneer nodig.

En dat is nu juist de periode dat we wat extra warmte nodig hebben! Misschien wel leuk voor warm tapwater in periodes dat de zon schijnt, maar daar zijn ook andere elektrische oplossingen voor, zoals  elektrische doorstroomverwarmers.

Overigens wel goed dat vacuum heat pipes hier worden besproken, want men is er inderdaad wat minder bekend mee. denk ik zo.

Badge

Ok, even wat rekenwerk:

Buizen van de vacuüm heatpipes leveren op jaarbasis zeg 600 kWh per m2.

Nemen we even als voorbeeld een huis met een jaarverbruik warmtevraag van 1200 kuub gas. Dat is het energie-equivalent van zeg 12.000 kWh. daarvoor is dus nodig 20 m2 . Dat is wat veel voor een dak van een gemiddeld nieuwbouwhuis.

 

Nu gaan we dezelfde warmtevraag opwekken met warmtepompen en zonnepanelen:

Laten we optimistisch eens uitgaan van een jaargemiddelde CoP van 2,5.

Dan zijn er dus nodig voor een warmtevraag van 12.000 kWh omgerekend 4.800 kWh .

Laten we nu eens uitgaan van een goede installatie zonnepanelen die 1 kWh per Wp per jaar oplevert (wat een mooi resultaat is; beter dan de gemiddelde opbrengstgarantie).

Dan hebben we dus nodig 4800 Wp per jaar voor de warmtepomp.. 

Met 300 Wp panelen hebben we dan dus nodig 16 zonnepanelen van 1,65 m2, dus dat betekent een dakoppervlakte van  ruim 26 m2. Grotere zonnepanelen mag natuurlijk ook, zolang het totale oppervlak maar ruim 26 m2 is.

Verwarmen via zonnepanelen/warmtepomp kost daarmee wel meer dakoppervlak dan via warmtebuizen. Is dat in de vergelijking meegenomen? 

...

Op zich een mooie berekening, maar hetgeen in rood aangegeven klopt niet.

Als je grotere zonnepanelen zou nemen van bijvoorbeeld München Solar 455WP Perc Zwart Frame, met een oppervlakte van 2,16204 m² per stuk, dan zou je daarvoor 4800 Wp : 455 Wp = 10,55 stuks van dit type nodig hebben. Aangezien er geen halve zonnepanelen bestaan, ronden we dit af naar 11 stuks.

11 x 2,16204 m² = 23,78244 m². Dat is ruim minder dan 26 m². Naarmate de zonnepanelen steeds grotere Wp vermogens krijgen, kan het dakoppervlak steeds kleiner worden om toch het gewenste vermogen op te wekken met zonnepanelen.

Maar verder wel een mooie vergelijking!

Er klopt wel meer niet. Volgens mij kun je gemakkelijk 20 m2 panelen kwijt op een enigszins gunstig standaardhuis. En daarbij: de nieuwbouwhuizen van nu hebben echt geen 1200 m3 gas per jaar nodig of anders maken de bewoners er zelf nogal stevig een potje van.

Conclusie: het gaat er dus niet om of het kan maar wat het complete plaatje uiteindelijk kost, inclusief onderhoud en problemen.

Reageer