Verwarmen en koelen met de zon

De nieuwbouw van fittingfabrikant Bonfix wordt verwarmd en gekoeld met zonnewarmte. Een zonnekoelmachine vormt het hart van een innovatieve duurzame klimaatinstallatie.  

De bijna 6.500 vierkante meter nieuwbouw van Bonfix in Zwolle is extreem duurzaam en energiezuinig gebouwd. Zo is de isolatie extra dik uitgevoerd en bestaat de beglazing uit driedubbel thermopane. Verder is het gebouw zo gesitueerd, dat de de energievraag minimaal is.

Energieneutraal

Het nieuwe bedrijfspand kan bijna volledig in haar eigen energiebehoefte voorzien. “Op het dak staan zonnepanelen die zonne-energie omzetten in stroom en zonnecollectoren waarmee water wordt verwarmd”, vertelt Nol Reusken. Hij is projectleider bij Heva Klimaat & Installatie en is verantwoordelijk voor de complete technische installatie van het pand. “Met het water dat door de zon wordt opgewarmd, verwarmen we de verschillende ruimten van het bedrijfspand. Overal ligt vloerverwarming. De kantoren worden door een warmteterugwinunit voorzien van verse lucht, die eventueel wordt naverwarmd door het warme water. Zelfs op een heldere winterse dag levert de zon nog genoeg warmte om het gebouw te verwarmen.”

Levert de zon meer warmte dan het pand nodig heeft, dan wordt deze warmte opgeslagen in een geïsoleerd voorraadvat met 3.000 liter water. Dit boilervat heeft vier lagen, onderin is het water 40 graden (vloerverwarming), bovenin 70 graden (proceswater voor tapwaterbereiding). Op een bewolkte dag haalt het klimaatsysteem zijn warmte uit dit vat. Nol Reusken: “En levert de zon gedurende langere tijd te weinig warmte, dan wordt – zodra de watertemperatuur in het voorraadvat daalt – volautomatisch een CO₂-neutrale pelletkachel ingeschakeld die het water tot 70 graden verwarmt. Deze kachel brandt op korreltjes die zijn gemaakt van houtafval, zaagsel en houtkrullen van zuiver en onbehandeld hout.” De pelletkachel is van het merk New Energy (type P-Fire AK 6.5) en heeft een capaciteit van 65 kW. De benodigde pellets zijn in een bunker opgeslagen.

Vloerverwarming basis

Het volledige gebouw is voorzien van vloerverwarming c.q. vloerkoeling. Dit is tevens de basisverwarming of -koeling voor de ruimten. Of door de leidingen warm of koud water stroomt, hangt af van de hoogte van de buitentemperatuur. Zowel in de warmte- als de koelstand werkt het systeem met een stooklijn, welke afhankelijk is van de buiten- en de binnentemperatuur. De traagheid van de vloerverwarming maakt dat het systeem maar eens in de 24 uur kan omschakelen en het klimaat met name in de kantoren niet altijd optimaal zal zijn. Om de gevolgen hiervan te ondervangen, kunnen alle ruimten sneller worden nagekoeld of naverwarmd met gekoelde of opgewarmde verse buitenlucht. Deze nakoeling/naverwarming is per ruimte, onafhankelijk van elkaar met de thermostaat te bedienen.

Koelen met de zon

Nol Reusken: “Het koude water waarmee de vloer en de verse lucht in de kantoren wordt gekoeld, maken we van warm water dat door de zon is opgewekt. Het is een techniek die nog nergens wordt toegepast, maar al heel lang bestaat.” Reusken vertelt dat de speciale SorTech AG Zonnekoelmachine – geleverd door HR Wooncomfort uit Joure– het warme water koud maakt. “Met deze adsorptiemachine kun je tegen extreem lage kosten en minimaal energieverbuik de temperatuur van water omlaag brengen.” Een adsorptiemachine werkt net als een koelkast. Als koudemiddel wordt in plaats van koolwaterstof gewoon water gebruikt.

Werking adsorptiekoeling

Bij adsorptiekoeling wordt gebruik gemaakt van een cyclus, waarbij het koudemiddel water bij hoge druk en temperatuur condenseert en bij lage druk en temperatuur weer verdampt. Het bijzondere aan adsorptiekoeling is dat er geen mechanische aandrijving wordt gebruikt om deze drukverhoging te bereiken, maar dat de bindingskracht tussen silicagel en water wordt gebruikt. Warmte (tenminste 70 graden Celsius) dient in plaats van elektriciteit als energiebron. Reusken: “Resultaat is dat het proces een minimum aan energie vraagt: 14 watt per uur.”

Een adsorptiemachine heeft een beperkte koelcapaciteit. Om altijd over voldoende koelwater te beschikken, staat in de machinekamer van het pand een optimaal geïsoleerde voorraadtank van 1.000 liter. Is bij adsorptiekoeling meer koelcapaciteit nodig, dan kunnen meerdere units in cascade worden opgesteld. Tijdens de bouw is besloten de warmte die de machine afgeeft in een bron op te slaan, waardoor de adsorptiemachine in de winter in de warmtepompstand kan. De afgevoerde warmte kan zo worden aangewend voor het warmwatercircuit.