Boiler laadsysteem

Een boiler laadsysteem wordt meestal toegepast als er een grote hoeveelheid tapwater in korte tijd (opnieuw) moet worden warm gemaakt. Denkt u bijvoorbeeld aan sporthallen waar heel de dag door wordt gedoucht door sportteams of aan hotels waar in de ochtend op korte tijd een flinke spits is.

Daarnaast wordt een laadsysteem  ook wel toegepast in grote gebouwen waar voor verwarming van het gebouw een groot verwarmingsvermogen is opgesteld en waar het verwarmingstoestel (bijvoorbeeld cv-ketel) ook het tapwater moet doen. Het overdrachtsvermogen van een spiraal in een tank, of een tank in tank, is meestal beperkt. Met een platenwisselaar kan direct en snel meer vermogen worden overgebracht aan het tapwater.

Dit systeem komt bijvoorbeeld voor in flatgebouwen waarvoor de woningen een centraal ketelhuis is gemaakt. De flats krijgen dan leidingen met tap- en verwarmingswater binnen. Ze hebben zelf dan geen ketel of boiler nodig.

De vaten die hiervoor toegepast worden bevatten geen spiraal maar zijn 'leeg'. Als het totaal ketelvermogen groter is dan 45 kW (en dus naast het tapwater ook nog cv verwarming doet) wordt een dubbelwandige platenwisselaar toegepast om aan de Nederlandse eisen te voldoen.  De wisselaar kan helemaal los van het vat staan, maar er zijn om het de installateur makkelijk te maken, ook systemen verkrijgbaar waar de wisselaar direct aan het vat is gekoppeld.

Het hart van een boileroplaadsysteem bestaat uit 4 componenten: een oplaadboiler, een warmtewisselaar, een regelaar en een oplaadpomp. Daarnaast is er ook een passende ketel of andere warmtebron nodig voor het leveren van warmte. Het grote voordeel is dat tapwater via de platenwisselaar meteen wordt opgewarmd van 10°C naar ca. 70°C, zodat boven in de boiler al snel weer warmtapwater aanwezig is, dit in tegenstelling tot bij indirect gestookte spiraal boilers, waarbij het tapwater geleidelijk op de gewenste temperatuur wordt gebracht. Een ander groot voordeel is dat een aangesloten HR-ketel of andere warmtebron een lage retourtemperatuur aangeleverd krijgt, wat erg gunstig is voor het opwekrendement.

Werking boiler-laadsysteem

Uitleg bij bovenstaand principe schema.

1. Als de sensor 'start' onder de 65 °C komt, dan geeft de regeling een teken aan de ketel dat deze warmte moet leveren.
2. De oplaadpomp wordt daarna gestart zodra de toevoersensor warmte signaleert en het tapwater wordt door de platenwisselaar heen geleid, daar komt het in aanraking met het 80°C water van de cv-ketel wat door de andere kant van de platenwisselaar stroomt en wordt zodoende opgewarmd naar ca. 70°C.  De laadpomp wordt traploos geregeld door de regelaar zodat de laadtemperatuur van 70°C wordt behouden (meer of minder flow).
3. Middels een 'sproeipijp' wordt het warme tapwater gelijkmatig boven in de laadboiler gebracht. Onderin de tank word het koudere water middels de oplaadpomp natuurlijk weer aangezogen en komt weer bij de platenwisselaar aan.
4. Als de stop sensor ook de temperatuur van 65°C heeft bereikt stopt het laden. De boiler is op dat moment geladen.

De boiler wordt, door het warme water bovenin te brengen dus gelijkmatig geladen. Warmte stijgt van nature dus boven in de boiler zal het water warmer zijn dan onderin, dat noemt men gelaagdheid. Dus langzaam wordt van boven naar beneden de boiler geladen met warmwater. Voordeel van deze gelaagdheid is: dat als de boiler nog niet volledig is geladen er boven toch al warmwater uit de tank kan worden getapt.

Als er boven uit de boiler warm water wordt getapt komt onder in de boiler koud water binnen.
Als er niet meer wordt getapt circuleert het water middels de laadpomp door boiler en wisselaar tot de stop temperatuur is bereikt, opdat moment stopt de pomp weer. Als er weer wordt getapt, of het water in de tank langzaam is afgekoeld tot onder de start temperatuur, start het laadsysteem weer.

Boiler laadsyteem met ringleiding

Bovenstaand schema is uitgebreid met een ringleiding / tapwater circulatieleiding. Deze methode kom je o.a. tegen in hotels, ziekenhuizen, sportscholen, gymzalen, verzorgingstehuizen en soortgelijken. Doordat het warmwater constant wordt rondgepompt door de leidingen is er weinig wachtijd op warmwater bij de tappunten. Het retourwater van een circulatieleiding mag (als er niet getapt wordt) niet onder de 60°C  komen in Nederland.

Nadeel: ondanks goede isolatie verliezen de leidingen onderweg toch warmte / energie naar hun omgeving. Hierdoor is dus extra energie nodig voor warm tapwater.  Tip: Vanaf het laatste tappunt terug naar de laadboiler mag de circulatieleiding van een kleinere diameter zijn, dat scheelt weer iets in het verlies.

In luxe woningen wilde men voorheen ook nog weleens 'n tapwater ringleiding maken. Anno 2016 wordt dat sterk afgeraden, dit kost immers onnodig extra energie. Even wachten bij het tappunt tot het warme water er is, kost minder energie. Een andere oplossing, bij lange leidingen, is het eventueel monteren van een elektrische doorstroomboiler vlakbij de tappunten. Op die manier hoef je ook niet te wachten en doordat de doorstroomboiler warmwater binnenkrijgt van de boiler valt de energie die nodig is om het boilertje te verwarmen mee.

Boiler laadsysteem met meerdere boilers

Bovenstaand: Een schema met 2 laadboilers.  (Je kan dit uitbreiden naar nog meer laadboilers, sommige grote hotels hebben wel 5000 liter warmwater op voorraad staan, bijvoorbeeld met 5 laadboilers van elk 1000 liter, of nog groter).

Tijdens het laden stroomt het warme water (door de laadpomp)  in Laadboiler 1 binnen bij de sproeipijp, dan gaat het via de leiding aan de onderkant de boiler uit en komt bij Laadboiler 2 aan de bovenkant binnen, om langst die onderkant weer terug te komen in de platenwisselaar. Het laden begint dus in Laadboiler 1 en eindigt in Laadboiler 2. 

Het laden start als de start sensor kouder dan 65°C wordt en stopt als de stopsensor warmer dan 65°C is.

Tijdens tappen gaat koud water bij Laadboiler 2 onder naar binnen en het warme water komt er bij Laadboiler 1 aan de bovenzijde uit. 

Als er een ringleiding is, zoals in de schema, pakt deze het warme water in Laadboiler 1 en de ring stroomt door Laadboiler 2 terug.