Voor een schoon en algen vrij zwembad zijn filtering en desinfectie van cruciaal belang. Om dat op een zo natuurlijk en goedkoop mogelijke wijze te doen, zou je een natuur vijver kunnen maken en met planten alle aanwezige voeding uit het water weg halen waardoor algen geen kans meer krijgen. Echter als plots de zon gaat schijnen en de aanwezige planten niet alle voeding uit het water weg hebben gehaald, zul je zien dat het bad toch weer groen wordt van de algen. In “natuur vijvers” wordt daarom vaak toch ook nog een UV lamp of hydrolyse gebruikt en soms zelfs een beetje chloor. Als je dan bedenkt dat in zeewater, zout desinfecterend werkt en chloor een natuurlijk bestanddeel is van zout (NaCl), lijkt zout elektrolyse (=SWG= SWcG= SaltWaterChlorineGeneration) waarbij je chloor maakt uit zout, een heel natuurlijke manier om een zwembad schoon te houden. Omdat het ook heel goedkoop is, wordt het ook als de beste optie aanbevolen door gezaghebbende sites als het Amerikaanse TroubleFreePool. Omdat een klein beetje zout gecombineerd met elektrolyse al genoeg blijkt te zijn om voldoende algen werend en desinfecterend te zijn, is het ook volgens TFP totaal niet nodig om daarnaast nog eens te investeren in systemen die nog meer ontsmetten zoals UV, hydrolyse(=AOP=Advanced Oxidation Process) en ionisatie. Met die systemen heb je minder zout nodig. Maar zout is niet schadelijk, niet duur en voor elektrolyse is het benodigde zoutgehalte (ca 5g/l) ook al 7x lager als zeewater zodat je het nauwelijks proeft en is er dus totaal geen noodzaak om het zoutgehalte nog verder om laag te brengen. Je maakt extra kosten voor nul toegevoegde waarde. Trouwens omdat de concentratie zout zo laag is helpt het ook nauwelijks tegen bevriezing. Bij 5g NaCl per liter wordt het vriespunt van water, volgens wikipedia, maar een halve graad lager.
We kiezen dus voor zout elektrolyse om het bad te reinigen en ontsmetten. Het hele systeem voor een bad van 85m³ (=85000l =22500gallon) bestaat uit de volgende onderdelen:
- Een zand filter.
Een te klein filter moet je vaak schoon spoelen (backwashen) wat ook leidt tot veel water verlies. Bij TFP zeggen ze daarom dat je het best het grootst mogelijke nog betaalbare filter kan kopen. Een groot filter geeft ook minder tegendruk. Om verstopping tegen te gaan kun je ook het best niet heel het filter met filter zand vullen, maar het onderste gedeelte met fijn grind (pea gravel/pebbles) vullen.
- Een terugspoelklep (backwash valve). Door de klep op het standje terugspoelen te zetten kun je de het filter schoonspoelen. Dit is een handmatige actie die je ook kunt automatiseren met bijvoorbeeld een klep van Besgo of pentair. Alleen het vreemde van deze kleppen is dat ze werken met luchtdruk, waardoor je er ook nog een compressor bij moet kopen. Starway heeft er een 24V full electric/motorized versie van. Een goedkoper alternatief is om 2 automatische drie weg kleppen te monteren. In het eerste plaatje staan de 2 kleppen zo dat het water gefilterd wordt. In het tweede plaatje gaat het water andersom(backwashen) door het filter en wordt het zand schoon gespoeld.
je moet dan alleen wel de pomp uitzetten voordat je deze kleppen omzet.
- Een pomp. De flowrate van de pomp moet kleiner zijn als de max flowrate van het filter. De pentair TR100 is bvb max 22m³/h. Kies de pomp dus kleiner als die 22 kuub. Om bij dit soort flows, de flowrate door de leidingen te beperken tot ca 3m/s gebruik je leidingen van 63mm. Er wordt vaak gezegd dat het goed is als de pomp in 4 tot 8 uur het hele bad kan verversen. Dus dat wordt dan in ons geval 85000/4=21250l/u=21m³/u. Omdat de pomp zoveel aanstaat is het zaak een zo energiezuinig mogelijke pomp aan te schaffen. Speck badu levert Variable Speed ECO pompen die nog 1000 toeren kunnen maken met 100Watt stroom. Stel dat je de pomp met deze toeren elke dag 4 uur aan zet, dan kost dat bij een stroomprijs van 0,25€/kWh je 4x350x(100/1000)x0,25=35€ per jaar. Een goedkope pomp van 1000W zou je 350€ per jaar kosten. Voor het filteren, backwashen en het reinigen met de robot gebruikt de pomp verschillende snelheden. Daarvoor hebben de Speck pompen 3 verschillende ingange. Ze kunnen ook via RS-485 worden aangestuurd.
- Een zout elektrolyzer. Alleen als de pomp draaid kan, via elektrolyse, chloor afgegeven worden aan het bad. Om het energieverbruik van de pomp zo laag mogelijk te krijgen wil je de pomp zo kort mogelijk laten draaien en heb je een relatief grote elektrolyser nodig om toch nog de benodigde hoeveelheid chloor het zwembad in te krijgen. Volgens TFP is voor een bad dat gebruik maakt van zout elektrolyse een vrij chloor gehalte van 3ppm ideaal. In de winter kun je het zelfs lager houden houden, algen groeien nauwelijks meer als het water onder de 15 graden wordt. Je hoeft dan ook nauwelijks chloor toe te voegen omdat vrij chloor alleen verdwijnt onder invloed van de zon en verontreinigingen. Als het bad schoon is zul je dus ‘s-nachts geen vrij chloor moeten verliezen. Als dat wel zo is, is je bad verontreinigd. Als gevolg van de zon/UV verlies je max 2ppm per dag, die je ‘s-nachts weer aan moet vullen. Met de rekentool van pool school blijkt dat je voor een 85000l bad, een elektrolyser die op 50% draaid, een pomp die 8u/dag draait om 2 ppm chloor te genereren een elektrolyser nodig hebt die minstens 2,25lbs/day(=2,25*454/24=42gram chloor per uur) kan maken.
- Een bodem reiniger kan elektrisch of op waterkracht (hydraulisch) m.b.v. een pomp worden aangedreven. Een reiniger op stroom of accu’s geeft in het algemeen een beter resultaat. Maar omdat accu’s verouderen en stroom en water niet goed samen gaan, heb ik toch gekozen voor een hydraulische reiniger. Alle behandelingen (spoelen, filteren en bodem reinigen) kunnen dan gedaan worden met de pomp. De zodiac baracuda g3 lijkt een hele goeie voor een zwembad met verschillende niveaus. Ook de polaris atlas XT(Zodiac MX10) lijkt goed. Als je een aparte zuigleiding hebt kun je met een elektrische klep de bodem reiniging activeren. De Zodiac zuigt het vuil op en sluit je dus aan op de zuigzijde (suction side cleaner) van de pomp, je hebt ook reinigers die je aan de perszijde (pressure side) van de pomp aansluit. Die schijnen ook heel goed te kunnen werken maar hebben een eigen vuil opvangzak die je af en toe zult moeten legen. Ook hebben die reinigers behoorlijk wat druk (een eigen pomp) nodig.
- Een warmtepomp. De soortelijke warmte van water is 4,2 kJ/kg.C°. Dus om 1 liter water 1 graad Celsius in temperatuur te laten stijgen is er 4,2kJ nodig. Dat komt overeen met 4,2kJ= 4,2kWs= 4,2/3600= 0.00116kWh. Voor een bad van 85 m³ wordt dat dus 85*1000*0,00116=100kWh en als het bad gedurende de nacht 2 graden afkoelt heb je dus 200kWh nodig om hem weer op temperatuur te brengen. Stel dat je de warmtepomp dan 4 uur per dag aanzet, dan heb je dus per uur 200/4=50kW warmte nodig. Met een COP van 10 zou een warmtepomp van 50/10=5kW die hoeveelheid energie kunnen leveren. Om zo’n hoge COP te halen en dus zo goedkoop mogelijk te kunnen stoken zet je de warmtepomp aan gedurende het warmste deel van de dag. Om een groot deel van het jaar van het zwembad gebruik te kunnen maken, gebruiken ze op het net de vuistregel dat je het aantal kuubs delen moet door vier. In ons geval wordt dat dan een 85m³/4=21,25kW warmtepomp. Om het warmteverlies te beperken dek je het zwembad af met een folie om verdamping tegen te gaan. Met zo’n folie voorkom je tot wel 70% van het dagelijks warmteverlies.
Het hele schema wordt dan als volgt:
De dikke lijnen in de drieweg kleppen geven aan hoe het water stroomt bij normaal filter bedrijf. Als je de drie rechter kleppen om zet, stroomt het water andersom door het filter wat daardoor schoon wordt gespoeld en verdwijnt het vieze water in het riool. Als je daarna alleen de twee rechter weer in de normale stand zet, implementeer je de rinse stand van een standaard 6-weg terugspoel klep. Als je vervolgens de riool klep weer omzet heb je de normale situatie weer terug
Let op dat je in de winter uitkijkt dat de boel niet kapot vriest. Maak de skimmers droog door het water te laten zakken en laat de pomp draaien als het vriest zodat er zich geen ijs kan vormen.
Er zijn verschillende manieren om de automatisering te realiseren. Er zijn fabrikanten van elektrolyse apparaten die hun apparaten slimmer maken, zoals bvb de astral elite connect of de sugar valley electrolysers. De hele geavanceerde hebben een hele dure chloor sensor waarmee ze het chloor op peil houden. Alternatief kan dat ook met een ORP sensor. Maar met een ORP(redox) meting, meet je niet alleen vrij chloor maar wordt die ORP waarde bvb ook enorm beïnvloedt door de PH waarde en de aanwezige hoeveelheid CYA. Daarom leveren fabrikanten naast deze ORP sensor ook vaak een regeling om de PH op een vaste waarde te houden. Je moet dan nog steeds wel zelf zorgen dat je CYA waarde op een vast (laag) niveau houdt. Oudere pompen (speck badu 90) hadden ook nog wel eens een aantal relais waarmee je de boel kon automatiseren. Je kunt ook gespecialiseerde zwembad controllers kopen, zoals bvb de pentair controlpro saleo vs, maestro etc.
Een ander alternatief is om het via home automation te doen met een aantal relais zoals bvb de Sonoff 4ch pro. Ik ga voor de laatste optie. Eigenlijk hebben alle hierboven genoemde apparaten wel de mogelijkheid om aan/uit gezet te worden m,b,v een relais. De speck pompen kunnen met 3 relais op verschillende standen worden gezet. De backwash valve kan ook zo op verschillende standen worden gezet en ook bestaan er gemotoriseerde (drieweg) kleppen om bvb de bodem reiniger aan te zetten. Zout elektrolysers hebben vaak nog wat ingangen om bvb minder te gaan produceren als het bad wordt afgedekt en uit te gaan als de aangesloten flow sensor geen flow meer detecteerd. Die inputs kun je ook met home automation aansturen. Je hebt geen ORP sensor nodig en een een hele basic zout elektrolyser volstaat dan. De idegis domotic is dan bvb een goede. Als cover input en flow input niet geavtiveerd zijn produceerd deze elektrolyser op hoog niveau, als cover input is geactiveerd gaat hij op een zelf in te stellen lager niveau produceren en als de flow nul wordt gaat hij uit. De printplaat van deze elektrolyser wordt opvallend genoeg ook door vele andere fabrikanten gebruikt. Met home automation rules kun je dan vervolgens al deze ingangen van de pomp, backwash valve en elektrolyser besturen.
Dat zou niet zo erg zijn als je de energie die je in de zomer hebt opgewekt makkelijk zou kunnen opslaan voor de winter. Maar dat blijkt lastig te zijn. Een gemiddelde thuis accu kan maar 10kWh energie opslaan, wat slechts voldoende is voor één winterdag. De energie maatschappijen hebben daarom voor de winter periode nog steeds dezelfde hoeveelheid elektriciteit centrales nodig die in de zomer dan weer uitgezet moeten worden. Ook moet het leidingnet verzwaard worden om het overschot zonne-energie af te nemen dat we in de zomer niet zelf opmaken. Schaf daarom zonnepanelen alleen aan voor stroom die je zelf in de zomer kunt gebruiken voor bijvoorbeeld je elektrische auto, warmtepomp en boiler. Zet die apparaten dan ook echt aan als de zonnepanelen stroom produceren.
Voordat we de warmtepomp goed kunnen instellen moeten eerst de verdelers van de vloerverwarming goed ingesteld worden. Om de warmtepomp zo efficiënt mogelijk te laten werken blijkt uit de thermodynamica dat je de temperatuur van vloerverwarming zo laag mogelijk moet proberen te houden. 
