Automatisering van zoneverwarming om energie te besparen en comfort te verbeteren

Introductie: Het optimaliseren van een centrale verwarmingsinstallatie voor individuele regeling van de kamertemperatuur

Conventionele installaties hebben één thermostaat die het gehele verwarmingssysteem vanuit een enkel punt van temperatuurregeling bedient. Dit is meestal in de leefruimte. De temperatuur hier verandert heel snel, aangezien de deur vaak wordt geopend door mensen die komen en gaan. De conventionele thermostaat gaat direct terug naar de ketel en schakelt deze in zodra de kamer onder de comforttemperatuur is. Dit creëert een constante cyclus van aan en uit, en vereist dat de bewoners handmatig de hoeveelheid warmte in elke kamer aanpassen door elke radiatorafsluiter zelf aan te passen om te voorkomen dat sommige kamers te warm worden.

Dit betekent ook dat het in- of uitschakelen van de ketel alleen afhankelijk is van de temperatuur, en dat slechts in één kamer. Een conventionele thermostaat zal geen rekening kunnen houden met andere elementen die slimme huis- en gebouwautomatiseringssystemen kunnen registreren, zoals de passieve warmte van de zon of aanwezigheid. Het systeem zal proberen dezelfde temperatuur te bereiken in elke kamer van het huis, of het nu een lege logeerkamer is, een badkamer die alleen ’s ochtends vroeg of ’s avonds warm hoeft te zijn, of een thuiskantoor dat alleen tijdens weekdagen wordt gebruikt.

Radiatoren zijn handmatig verstelbaar om te helpen bij individuele kamertemperatuurregeling, maar de meeste mensen zullen niet handmatig aan de klep draaien wanneer de centrale thermostaat gemakkelijk beschikbaar is. Als ze de klep wel draaien, zal deze hoogstwaarschijnlijk nooit meer worden teruggedraaid omwille van het gemak. Bijvoorbeeld, het verhogen van de radiator in de slaapkamer naar stand 5 in december en het daar laten, dan de verwarming weer aanzetten tijdens een koude nacht in maart: de kamer zal oververhitten en zowel comfortverlies als onnodige energiekosten veroorzaken. Of op dagen dat jouw klant thuis werkt, de klep overdag en ’s avonds hoger draaien wanneer je de kamer niet gebruikt en vergeten om deze lager te zetten.

Een conventionele thermostaat of individuele radiatorafsluiter zal niet stoppen of lager gaan als een raam open wordt gelaten in een bepaalde kamer, wat energie verspilt en het onmogelijk maakt om een comfortabel klimaat in de kamer te handhaven.

Bovendien kunnen conventionele thermostaten op zijn minst de temperatuur in de andere ruimtes beneden, boven en buiten niet in overweging nemen voordat ze een beslissing nemen. Dit kan verschillende problemen veroorzaken, omdat de verwarming gecentraliseerd blijft vanuit één bron en zal proberen zich aan te passen aan dezelfde comforttemperatuur in elke ruimte. Dit kan resulteren in bijvoorbeeld het oververhitten van de bovenste kamers omdat ze het verst verwijderd zijn van de hal op een zonnige maar koude dag – vooral omdat warmte omhoog gaat en bijdraagt aan de al te hoge temperatuur, en de zonwering open wordt gelaten om de zon binnen te laten.

Tot slot biedt een conventionele thermostaat met een planningsoptie de gebruiker alleen de optie wanneer de verwarming moet starten. Het probleem dat dit oplevert, is dat – afhankelijk van de warmtebron, de grootte van de kamer, de grootte van het huis, enz. – het geen idee geeft van wanneer de gewenste temperatuur daadwerkelijk bereikt zal worden. Als het huishouden bijvoorbeeld om 7 uur ’s ochtends opstaat, en je hebt mensen die ontbijten in de keuken en de badkamers gebruiken, wil je dat die kamers al op temperatuur zijn, zodat iedereen op dat moment comfortabel is. In werkelijkheid programmeren mensen het om net voor het opstaan aan te gaan, wat betekent dat de verwarming waarschijnlijk pas comfortabele temperatuur bereikt als iedereen om 8 uur ’s ochtends het huis verlaat. Het alternatief voor het bovenstaande is om jouw verwarmingssysteem ’s nachts aan te laten staan, waarbij sommigen geloven dat dit energie-efficiënter is, zodat je ’s ochtends wakker wordt met de juiste temperatuur, maar je hebt energie verspild gedurende de nacht.

Oplossing: Loxone’s slimme verwarming gebruikt individuele kamertemperatuurmetingen en houdt rekening met de grootte van de kamer voor zone-controle door middel van intelligente automatisering

Het doel van het Loxone-systeem is om zo dicht mogelijk bij de comforttemperatuur te blijven door intelligente leerprocessen. Het slimme verwarmingssysteem van Loxone optimaliseert de klimaatregeling binnenshuis door gebruik te maken van gegevens over de kamertemperatuur en afmetingen. Het systeem monitort hoe lang het duurt om de temperatuur van een kamer met 1°C te verhogen met behulp van de Intelligente Ruimteregeling voor een volledige cyclus. Deze informatie is essentieel voor slimme verwarmingscontrole. Door dit te leren, zal het Loxone-systeem in staat zijn om de verwarming te plannen en voldoende tijd te geven voor het afkoelen of opwarmen om de comforttemperatuur op de meest efficiënte manier te bereiken – door bijvoorbeeld de verwarming om 17u00 aan te zetten, zodat het huis om 18u00 perfect op temperatuur is als iedereen thuiskomt.

Loxone kan de temperatuur in elke kamer volgen, bijvoorbeeld via de ingebouwde sensoren in elke Touch schakelaar. Deze leveren gedurende de dag nauwkeurige metingen om de klimaatregeling in elke ruimte van het gebouw efficiënt te beheren. Het voordeel van het nemen van de temperatuurmeting door de Touch in elke kamer is om te weten wat het verschil is tussen de huidige en doeltemperatuur voor elke kamer, zodat deze variabel kunnen worden geregeld om zo dicht mogelijk bij de comforttemperatuur te zijn.

De controle van de binnentemperatuur wordt verder ondersteund door de Loxone Stelventielen. In tegenstelling tot conventionele aan/uit-oplossingen, zijn de Stelventielen instelbaar tussen 0-100%. Op deze manier zal de verwarming niet te veel energie verbruiken om een kleine aanpassing van 1-2°C te maken of de bron belasten door kortcyclisch te werken. Het Loxone systeem zal dit proces verder vergemakkelijken door intelligent te leren van de gedragingen en voorkeuren van jouw klanten. Bijvoorbeeld, als de comforttemperatuur is ingesteld op 22,5°C, en de huidige temperatuur is 21°C, dan zal het Loxone systeem het Stelventiel instrueren om zich specifiek voor die kamer te reguleren.

Slimme verwarming door Loxone houdt ook rekening met de grootte van de kamer – een factor die vaak over het hoofd wordt gezien in standaard centrale verwarmingssystemen. De inschakeldrempel, standaard ingesteld op 30%, zal de ketel of luchtwarmtepomp signaleren om in te schakelen wanneer de kamer te koud is op basis van de huidige temperatuur en grootte. Als bijvoorbeeld 2 grote kamers van de 4 onder de comforttemperatuur zijn gedaald, zal de verwarmingsvraag meer dan 30% zijn op basis van hun gezamenlijke grootte. Het Loxone systeem zal automatisch de Stelventielen aanpassen op basis van deze parameters en de ketel inschakelen. In een ander voorbeeld kunnen 3 kleinere kamers ook de inschakeldrempel activeren, omdat hun vraag op basis van hun gezamenlijke grootte meer dan 30% kan bedragen.

De berekeningen, inclusief alle variabelen, kunnen worden samengevat via de onderstaande formules:

De Intelligente Ruimteregeling berekent welk deel de klep moet openen op basis van het volgende: Doel θ [doeltemperatuur] – Huidige θ [huidige temperatuur] = Delta θ [temperatuurverschil].
De Klimaatcontroller neemt vervolgens deze waarden en de grootte van de kamer in overweging bij het bepalen van de totale warmtevraag in het gebouw.

Als jouw klant een lucht-water warmtepomp heeft, kunnen we deze verder optimaliseren op basis van de informatie die door het Loxone systeem wordt gegeven. Zo kunnen we bijvoorbeeld de doelstroomtemperaturen van het warme water en de doeltemperatuur van het buffervat instellen op basis van de vraag van het systeem en de buitentemperatuur om de pomp efficiënter te laten werken. In wezen is het het vermogen om al deze gegevenspunten te lezen (temperatuur en grootte van elke kamer, de buitentemperatuur, de stroomtemperatuur) dat een systeem zoals Loxone in staat stelt om een zoneverwarmingssysteem op de meest energie-efficiënte manier te beheren. Het is de kracht van de software en de berekeningen die achter de schermen plaatsvinden die de meest optimale oplossing leveren voor zoneverwarmingscontrole.

Hardware:

• Miniserver (kan zijn: Miniserver, Miniserver Compact of Miniserver Go)
• Stelventiel Air / Tree
• Nano IO Air (wanneer er geen relais op de Miniserver gebruikt wordt voor de verwarmingsbron)
• Touches / Ruimteklimaat sensoren
• Modbus Extension (bij integratie van een compatibele warmtepomp)

Configuratie:

Download het voorbeeldconfiguratiebestand: