zoneregeling (verwarming)

Een zoneregeling is techniek waarmee zones (kamers, ruimtes) individueel in temperatuur geregeld kunnen worden.

Betekenis

Een zoneregeling van een verwarmingssysteem is een elektronische regeling waarmee de woning in zones wordt verdeeld, iedere zone een eigen thermostaat krijgt en daardoor individueel de temperatuur te regelen is. Je kan zelf kiezen welke delen van het afgiftesysteem onderdeel zijn van een zone, maar de meest logische keuze is om van iedere ruimte een zone te maken (woonkamer, bijkeuken, hal, slaapkamer 1, ...).

Een zoneregeling bestaat uit vier basiscomponenten: de zoneregeling, de actuators, de thermisch ventielen en per zone een thermostaat. De zoneregeling is de elektronische regeling die informatie ontvangt van de thermostaten in de zones en de actuators voor de zones aanstuurt. Een actuator is een soort radiatorknop waarbij elektronisch de pin van het thermostaatventiel ingedrukt kan worden (bediend kan worden). De thermische motor is de meest toegepaste vorm een actuator.

Bestaat een zone uit twee radiatoren, dan moeten die radiatoren voorzien worden van een thermostaatventiel (als je radiatoren reeds een thermostaatknop hebben dan is dat niet meer noodzakelijk) en een bijbehorende actuator.

Wanneer een zone uit drie vloerverwarmingsgroepen bestaat, dan moet op de vloerverwarmingverdeler op de betreffende drie groepen een actuator geplaatst worden.

Hoewel met de zoneregeling de temperatuur per zone geregeld kan worden is dit geen primaire temperatuurregeling zoals dat wel het geval is bij een ruimte afhankelijke regeling kortweg RAR die werkt met een kamerthermostaat of een weersafhankelijke regeling, kortweg WAR die werkt met buitentemperatuursensor.

De RAR en WAR regelen het in- en uitschakelen, dan wel moduleren, van de warmtebron zoals cv-warmtepomp of cv-ketel, ze hebben dus invloed op de warmtebron.

Een zoneregeling heeft (in principe) geen invloed op de warmtebron maar heeft invloed op het afgiftesysteem en wordt daarom een naregeling genoemd.

Een zoneregeling moet dus altijd gecombineerd worden met een RAR (eventueel gecombineerd met een ruimtecompensatie) of WAR.

Zoneregeling in combinatie met een cv-warmtepomp

Een zoneregeling kan samen met een cv-ketel een innige en goedwerkende relatie opleveren. Maar de combinatie zoneregeling en een cv-warmtepomp is in de basis geen gelukkige relatie en kan alleen voortbestaan met extra aandacht.

Wat maakt een combinatie met een cv-warmtepomp zo anders? Dat ligt aan een aantal factoren, maar de meest prominente is dat een warmtepomp liefst urenlang achter elkaar op een laag vermogen warmte wil produceren. Maar een zoneregeling wil de warmtepomp zéér regelmatig uit- en inschakelen. Meerdere keren per uur de warmtepomp laten starten en stoppen is desastreus voor de levensduur van de warmtepomp. Dat moet en wil je te allen tijde voorkomen.

Wil je toch een zoneregeling gebruiken i.c.m. een cv-warmtepomp dan is de enige oplossing dat je een parallel buffervat ook wel parallelbuffer genoemd, en een extra circulatiepomp installeert. Dat kost flink veel geld, en het buffervat neemt circa een vierkante meter woonoppervlakte in beslag. Maar daar blijft het niet bij. Een buffervat kent stilstandverliezen en de circulatiepomp verbruikt ook een niet te verwaarlozen hoeveelheid elektriciteit.

De problemen ontstaan wanneer één of meerdere zones dicht staan, of sterk worden geknepen en daardoor de cv-warmtepomp zijn minimale vermogen (de warmte) niet (voldoende) in de nog openstaande zones kwijt kan.

Om te voorkomen dat de warmtepomp stilgezet moet worden gaar de warmte dan niet meer (allemaal) naar de zones maar naar het buffervat. Maar door de toevoer van warmte zal de temperatuur in het buffervat stijgen dus moet de temperatuur van het cv-water stijgen wil de warmtepomp zijn warmte in het buffervat kwijt kunnen.

Dat is op zich geen ramp, maar als je weet dat hoe hoger de temperatuur van het cv-water, hoe lager het rendement van de warmtepomp of anders geschreven hoe lager de COP-waarde en dat kost dus vele euro's.

De combinatie cv-warmtepomp en een zoneregeling is dus technisch mogelijk maar heeft wel een hoge prijs, letterlijk. Kan je zonder, dan is dát de goedkoopste en milieuvriendelijkste oplossing.

Zoneregeling voor radiatoren en/of vloerverwarming

Zoneregelingen zijn in diverse uitvoeringen te koop. Zo kan je een zoneregeling kopen die samenwerkt met:

• alleen radiatoren
• alleen vloerverwarming
• radiatoren én vloerverwarming

Aansturing van de ventielen

Naast bovenstaande keuzes moet je ook opletten hoe de zoneregeling de zones aanstuurt:

• zoneregelingbesturing op basis van aan/uit
• zoneregelingbesturing op basis van PWM
• zoneregelingbesturing op basis van variabele debietregeling

Aan/uit zoneregeling

Bij een aan/uit regeling wordt een regeling gebruikt gelijk aan de traditionele kamerthermostaat. Je stelt op de thermostaat de gewenste kamertemperatuur in. De thermostaat meet de werkelijke temperatuur en als deze lager is dan de gewenste temperatuur dan geeft deze een "aan" signaal aan de zoneregeling die vervolgens de betreffende zone "open" zet en vanaf dat moment zal de ruimte warmer worden.

Op en gegeven moment wordt de ruimtetemperatuur hoger dan de gewenste temperatuur (rekening houdend met een hysterese) en zal de thermostaat een "uit" signaal naar de zoneregeling sturen die op zijn beurt de ventielen van de zone "uit" zet. Hoe simpel kan je het hebben?

PWM zoneregeling

Bij een PWM besturing (PWM is de afkorting voor pulse width modulation, het aanpassen van de pulsbreedte) wordt de warmteafgifte van een zone geregeld door frequent de zoneventielen korte tijd open en daarna weer dicht te zetten waarbij de verhouding aan- en uit-tijd de temperatuur bepaald.

Stel dat de zoneregeling werkt met een periode tijd van 20 minuten, dan kan bijvoorbeeld de zone voor 10 minuten "aan" (open) staan (en stroomt er warmte de zone in) en daarna gaat de zone voor 10 minuten uit (dicht) en wordt de warmtetoevoer geblokkeerd door de ventielen in de zone. Dan is de pulsbreedte 50%, dus zal de warmteafgifte gelijk zijn aan 50% ten opzichte dat de zone continue open staat.

Hoe langer de aan-periode, hoe korter de uit-periode. Bijvoorbeeld 15 minuten aan en 5 minuten uit (samen weer 20 minuten). Dan noemen we de pulsbreedte 75%. Hoe langer de aan-periode, hoe meer warmte beschikbaar komt in de zone. Andersom natuurlijk ook: hoe korter de aan-periode (bijvoorbeeld 5 minuten aan en 15 minuten uit, dus 25% pulsbreedte) hoe kouder het in de zone wordt.

Dus door verhouding tussen de aan- en uit-tijd te variëren kan de warmteafgifte (dus temperatuur) in de zone geregeld worden. Feitelijk werkt de PWM regeling als een PID regeling en dat is een temperatuurregeling die voorkomt dat er een grote overshoot kan ontstaan.

Variabel debiet zoneregeling

Bij deze regeling wordt het debiet (volumestroom) van het cv-water per zone aangepast op de warmtevraag. Een ventiel (of ventielen) van een zone wordt dan bijvoorbeeld voor 20% opengezet, of voor 60% en dat heeft invloed op het debiet. Hoe hoger het debiet, hoe groter de warmtetoevoer, dus hoe meer warmte de ruimte binnenkomt en de temperatuur zal stijgen.

Deze zoneregelingen worden, zover wij weten, niet als "variabel debiet" regeling verkocht (dat is een naam die wij er aan gegeven hebben), maar tref je de term "proportionele zoneregelaar" of "met stappenmotor" aan. Een mogelijk nadeel van deze motoren is dat ze, wanneer ze zich op een ander debiet instellen, voor een korte tijd een zacht motor gezoem waarneembaar is.

Voor de duidelijkheid: je kan dus een zoneregeling kopen voor vloerverwarming op basis van PWM maar (van een ander merk) ook een zoneregeling voor vloerverwarming op basis van aan/uit of weer van een ander merk met een variabel debiet regeling.

NB: wanneer je het afgiftesysteem ook wil gebruiken voor koeling dan moet de badkamer nooit gekoeld worden vanwege condensvorming. Een zoneregeling heeft meestal een aansluiting (input) waarop aangeven kan worden door de koeling dat deze actief is. De zoneregeling kan dan zorgen dat een bepaalde zone of zones dicht gezet worden en niet worden gekoeld.

Welkekiezenglossarium

In dit glossarium zijn nog veel meer termen te vinden, van "aanlegthermostaat" tot "zonnecollector", zie het welkekiezenglossarium