Hoe efficiënt gebruik van de kamerthermostaat het energieverbruik kan doen dalen

De hoge energieprijzen hebben ertoe geleid dat veel gezinnen hun stookgedrag de voorbije maanden gingen aanpassen. In menig huishouden werd de ruimtetemperatuur de voorbije maanden allicht één of meerdere graden lager ingesteld. Maar hoe werkt de kamerthermostaat en met welke andere parameters en instellingen houdt deze component rekening?

Algemeen

Het ontstaan van centrale verwarmingsinstallaties luidde ook de versnelde ontwikkeling in van meer geavanceerde regelmethodes. In een hedendaagse verwarmingsinstallatie is de kamerthermostaat een essentieel onderdeel. De hoofdfunctie van deze component is de temperatuur van de referentiekamer in een gebouw te regelen. Door in een klassieke verwarmingsinstallatie de ketel aan te sturen, wordt getracht de ingestelde ruimtetemperatuur zo goed mogelijk te benaderen en op een constant niveau te houden. In cv-installaties die stadsverwarming als warmtebron gebruiken, wordt de hoofdklep in verbinding met het warmtenet meer of minder geopend. In een installatie met warmtepomp wordt de aansturing van de warmtepomp en de koelcyclus ervan beïnvloed.

De locatie van de kamerthermostaat is van groot belang. Een slecht uitgekozen plaats is een eerste heikel punt dat kan leiden tot een verhoogd energiegebruik. De ruimte waarin de component opgesteld is, dient te functioneren als referentieruimte. In deze kamer vinden de meeste activiteiten plaats en wordt een ruimtetemperatuur verwacht die representatief is voor de rest van het gebouw. Doorgaans is dit in een woning de leefruimte of de keuken.

Binnen deze referentieruimte is het belangrijk dat de temperatuurmeting door de kamerthermostaat niet beïnvloed wordt. Verstorende factoren zijn bijvoorbeeld de inslag van direct zonlicht in de zomer, radiatoren of convectoren die te dichtbij opgesteld zijn, tochtstromen, een bevestiging op een slecht geïsoleerde buitenmuur, maar bijvoorbeeld ook warmtestraling van keukentoestellen of koudestraling van raampartijen in de buurt. Kies bij voorkeur voor een bevestiging op een binnenmuur, ongeveer op ooghoogte en voldoende ver gelegen van convectoren, radiatoren of andere warmtebronnen, ramen en buitendeuren.

Soorten kamerthermostaten

Niet elke warmte-opwekker kan zomaar samenwerken met iedere soort kamerthermostaat. Er bestaan aan/uit en modulerende thermostaten. Daarnaast zijn sommige kamerthermostaten klokgestuurd, bieden ze slimme functies aan en zijn ze afhankelijk van het type bedrading of draadloos aan te sluiten aan de warmtebron.

Aan/uit kamerthermostaat

Een aan/uit kamerthermostaat functioneert volgens het meest eenvoudige principe en valt te vergelijken met de werking van een eenvoudige lichtschakelaar. De schakelaar kan slechts twee standen aannemen en geeft daarmee het signaal nul, uit of één aan. De belangrijkste instelling is de gewenste ruimtetemperatuur. In oudere kamerthermostaten wordt dit signaal gerealiseerd door een temperatuurmeting met kwik. Een buisje in de kamerthermostaat is gedeeltelijk gevuld met kwik. Bij een hogere temperatuur zet de stof uit en komt het zwaartepunt in het kwikbuisje hoger te liggen. Vanaf een bepaalde hoogte wordt de schakelaar omgesteld. Modernere aan/uit thermostaten werken bijvoorbeeld met een bimetaal in plaats van met kwik.

De aan/uit kamerthermostaten doen de ketel (of andere warmtebron) werken wanneer de ruimtetemperatuur lager is dan de ingestelde temperatuur. Het nadeel van deze soort thermostaten is dat de warmtebron niet bijgestuurd wordt volgens het vermogen waaraan deze dient te werken. De warmtebron verbruikt bijgevolg het grootste deel van de tijd meer energie dan nodig, gezien deze steeds wordt aangestuurd om op vol vermogen te werken.

Modulerende kamerthermostaat

Modulerende kamerthermostaten zijn geavanceerder dan aan/uit kamerthermostaten. De modulerende thermostaat is erop voorzien om een warmtebron aan te kunnen sturen om te verwarmen in deellast. Wanneer de ruimtetemperatuur daalt, dan stuurt de modulerende kamerthermostaat een signaal naar de ketel dat deze het cv-water iets meer moet opwarmen. Door deze modulerende werking wordt minder energie verbruikt dan wanneer de aansturing gebeurt met een aan/uit thermostaat. Ook de levensduur van de warmte-opwekker wordt positief beïnvloed, doordat er een meer continue werking gerealiseerd wordt. Het veelvuldig onderbreken en terug opstarten van de warmteproductie in een ketel veroorzaakt namelijk meer slijtage.

Niet iedere modulerende kamerthermostaat kan zonder meer aangesloten worden op elke warmtebron. Opdat beide componenten zouden kunnen interageren, dienen ze met hetzelfde communicatieprotocol overweg te kunnen. Sommige fabrikanten werken met hun eigen communicatiesysteem. Daarnaast bestaat ook het merk-onafhankelijke OpenTherm-protocol, dat meer mogelijkheden tot het combineren van producten van verschillende fabrikanten biedt.

Klok kamerthermostaat

Klokgestuurde kamerthermostaten komen zowel volgens de modulerende als de aan/uit variant voor. Bij deze thermostaten is het mogelijk om de instelling van de ruimtetemperatuur volgens een vooringesteld weekprogramma te laten variëren.

De klokgestuurde kamerthermostaten kunnen automatisch of manueel omgeschakeld worden naar een werking volgens zomerbedrijf. De warmte-opwekker wordt op dat moment enkel gebruikt voor de productie van sanitair warm water en zal dan tijdelijk niet meer aangestuurd worden om te voorzien in ruimteverwarming. Vaak is de thermostaat ook uitgerust met een warmwaterboostfunctie, om tijdelijk meer sanitair warm water op te warmen dan in het tijdsschema werd ingesteld.

Slimme kamerthermostaat

De laatste jaren worden er steeds meer geavanceerdere functies aan kamerthermostaten toegevoegd. Slimme thermostaten zijn verbonden met internet. Zo is het mogelijk om vanop afstand de instellingen ervan te wijzigen. Slimme thermostaten zijn vaak ook zelflerend. Door patronen te zoeken in het gebruikersgedrag, weet deze soort kamerthermostaten wanneer en volgens welk regime het energetisch gezien interessant is om het vermogen van de warmtebron bij te stellen.

Draadloze kamerthermostaten

Draadloze kamerthermostaten zijn de verzamelnaam van thermostaten die zonder bekabeling in contact staan met hun ontvanger. Via RF-verbinding wordt het signaal van de kamerthermostaat doorgestuurd naar de adapter die bij de warmte-opwekker geplaatst is. Deze adapter-ontvanger zit wel bedraad aangesloten op de warmtebron.

Er bestaan twee types draadloze kamerthermostaten. Draadloze kamerthermostaten die wel zijn aangesloten op het lichtnet, maar dus zonder bedrading verbonden zijn met hun ontvanger. Daarnaast bestaan er ook draadloze kamerthermostaten die op batterijen werken. Deze laatste soort biedt het voordeel dat er geen enkele leiding voor elektrische bedrading in de muren weggewerkt moet worden.

Regeling

De kamerthermostaat vormt het hoofdelement in de regeling en aansturing van de warmte-opwekker. Thermostaatkranen en weersafhankelijke regeling in combinatie met de stooklijn vormen additionele elementen in de regelstrategie.

Thermostaatkranen radiatoren

Naast de primaire aansturing van de warmte-opwekker door de kamerthermostaat, is bijregeling met secundaire thermostaatkranen courant. Radiatoren en convectoren zijn quasi steeds uitgerust met een kraan. Zonder deze kranen zou het cv-water voortdurend door alle warmte-afgiftetoestellen stromen. De thermostaatkranen bieden de mogelijkheid om de waterstroom deels of volledig te kunnen onderbreken voor een deel van het circuit. Enkel in de referentieruimte, waar de kamerthermostaat is opgesteld, is het afgeraden om met thermostaatkranen te werken. Beide regelsystemen zouden elkaar anders kunnen tegenwerken, met een verhoogd energieverbruik tot gevolg.

ZONEREGELING

Bij de toepassing van vloerverwarming als afgiftesysteem kan er gebruikgemaakt worden van een zoneregeling. Dit is te vergelijken met de thermostaatkranen van radiatoren in combinatie met een kamerthermostaat. Aangezien de vloerverwarmingskringen in de vloeropbouw zitten, is het niet mogelijk om het debiet per lus aan te passen. In plaats daarvan is dit wel mogelijk om per zone te regelen door thermostaten die in elke ruimte geplaatst worden. Deze thermostaten staan in verbinding met een regelbalk die het debiet per kring aanpast naargelang de warmtevraag door middel van thermische motoren. Het inregelen van de debieten verloopt modulerend op basis van de ruimtetemperatuur.

Weersafhankelijke regeling

Om gebruik te kunnen maken van een weersafhankelijke regeling is een buitenvoeler bevestigd aan de gevel de meest courante oplossing. Er bestaan draadloze en bedrade varianten. Enkel de slimme kamerthermostaten halen soms weerdata van het internet op, waardoor een buitenvoeler geen vereiste is om weersafhankelijk te kunnen regelen. De buitenvoeler wordt best bevestigd aan de noordzijde van het gebouw, bij voorkeur ter hoogte van de tweede verdieping (indien van toepassing). Net als bij de kamerthermostaat zelf, is de bestraling van de buitenvoeler door direct zonlicht absoluut te vermijden. Ook andere factoren zoals overmatige windbelasting, schouw- of andere afvoeropeningen werken verstorend voor het correct registreren van de buitentemperatuur.

Bedrade buitenvoelers worden rechtstreeks verbonden met de elektronische printplaat die de warmte-opwekker aanstuurt. Afhankelijk van het type, kunnen deze buitenvoelers ook het DCF77-signaal ontvangen. Dit West-Europese kloksignaal zorgt ervoor dat wanneer de stroom enige tijd onderbroken is geweest of wanneer het uur verzet wordt, de installatie zichzelf opnieuw volgens de correcte tijd instelt.

De draadloze buitenvoelers worden gevoed met stroom door een batterij. De eenvoudige plaatsing is, zeker bij renovaties van verwarmingsinstallaties, het voornaamste voordeel. De signaalsterkte van de verbinding met de ontvanger is echter een aandachtspunt. Bij een grote afstand van de buitenvoeler tot de warmte-opwekker en in gebouwen met bijvoorbeeld een grote hoeveelheid beton in de draagconstructie kan dit problemen opleveren. Ook de eindige levensduur van de batterij is een nadeel. Sommige draadloze buitenvoelers zijn daarom uitgerust met zonnecellen, om te verhelpen dat de batterij vervangen zou moeten worden.

Stooklijn

Het meten van de buitentemperatuur is interessant om de warmte-opwekker op basis hiervan aan te sturen. In de kamerthermostaat kan de invloed van de buitentemperatuur op de aanvoertemperatuur van het cv-water worden vastgelegd door middel van een stooklijn. Het verband tussen deze beide hangt niet onmiddellijk af van de gewenste binnentemperatuur. Wel hangt de meest passende stooklijn af van de warmtevraag van een bepaald gebouw, waarin bijvoorbeeld ook de isolatie een rol speelt. Traditionele cv-ketels worden om die reden vaker aangestuurd met een steilere stooklijn dan warmtepompen. De inclinatie van de stooklijn is een parameter die ingesteld wordt in de kamerthermostaat.

Het is van belang om deze waarde zo correct mogelijk te proberen inschatten. Wordt het te warm in de ruimte, dan is de onderwaarde van de stooklijn mogelijk te hoog ingesteld. Wordt het te koud, dan is de bovenwaarde mogelijk te laag ingesteld. Ook wanneer de kamertemperatuur veel schommelt, kan dit duiden op een slecht ingestelde stooklijn.

Koelen

Tegenwoordig worden warmtepompen steeds vaker toegepast als warmte-opwekker. Warmtepompen hebben een omkeerbare werking, waardoor deze ook koud water kunnen bereiden en verdelen. Wanneer gebruikgemaakt wordt van een zoneregeling kan de warmtepomp omschakelen tussen verwarmen of koelen. Dit kan, afhankelijk van de fabrikant, gebeuren via de warmtepomp, weersafhankelijk of handmatig via de thermostaat. Op deze manier kunnen vloerverwarmingskringen met koud water in de zomer ingezet worden om gebouwen af te koelen. Een aandachtspunt bij deze manier van koelen, is dat de watertemperatuur echter niet te laag mag worden ingesteld. Te koud water door de vloerverwarmingskringen sturen, kan ertoe leiden dat er condensatie optreedt op het vloeroppervlak.

Met medewerking van Danfoss en Henco Industries