Wat is een kostenafhankelijke regeling (KAR)?

Een kostenafhankelijke regeling, afgekort KAR, ook wel kosten aansturende regeling genoemd, is een regeling die de primaire temperatuurregeling beïnvloed met het doel de kosten van verwarmen of koelen zo laag mogelijk te houden. Die kostenbesparing kán gepaard gaan met een verlaagd comfort niveau. Hoeveel comfort je inlevert is meestal in te stellen.

Introductie

Een cv-warmtepomp werkt doorgaans met een weersafhankelijke regeling. Dat is de primaire temperatuurregeling. Bij een kostenafhankelijke regeling beïnvloed je de primaire temperatuurregeling door, op bepaalde momenten, de "teugels aan te trekken" van de warmteproductie en soms laat je deze weer vieren en op andere momenten spoor je de cv-warmtepomp om meer warmte te produceren dan feitelijk noodzakelijk is volgens de primaire temperatuurregeling.

Uitzondering daargelaten probeert deze regeling de cv-warmtepomp tegen zo laag mogelijke kosten warmte te produceren (of bij een airco verkoeling te geven).

Dit vereist twee zaken: de cv-warmtepomp moet wat betreft de productie van warmte "extern beïnvloedbaar" zijn. Daarnaast is de kostenafhankelijke regeling die de cv-warmtepomp aanstuurt.

Smart grid aansluiting

Veel cv-warmtepompen hebben een smart grid aansluiting. Dat is bijvoorbeeld een "schakelaar" aansluiting. Wanneer twee aansluitingen (draadjes) verbonden worden, zal de cv-warmtepomp "terughoudend gaan verwarmen". Als je de twee aansluitingen weer losmaakt (de schakelaar uit zet) zal de cv-warmtepomp weer naar zijn normale werking terugkeren.

Op een ander aansluitblok bevinden zich twee andere aansluitingen, en als die verbonden worden, zal de cv-warmtepomp "extra verwarmen" of "de boiler gaan verwarmen" of "tot een hogere temperatuur verwarmen". In ieder geval zal de cv-warmtepomp activiteiten ontplooien die extra elektrische energie kosten.

Deze aansluitingen worden ook wel "potentiaal vrije contacten" genoemd (= er staat geen spanning op die aansluitingen).

Wanneer de cv-warmtepomp deze smart grid aansluiting heeft zal de kostenafhankelijke regeling (die zich buiten de cv-warmtepomp bevindt) met een relais deze activeren.

API's / aansturing via Ethernet, MODBUS, ...

Een alternatief op de smart grid aansluiting / aansturing is om gebruik te maken van API's^[1] (indien beschikbaar gesteld door de fabrikant van de cv-warmtepomp). Hierbij kan je via een netwerkaansluiting, of wat voor koppeling dan ook, de cv-warmtepomp "op afstand" bedienen/instellen.

Zo kan je door de stooklijn te verhogen of te verlagen het elektrisch verbruik van de cv-warmtepomp verhogen of verlagen. Maar denk ook aan het tijdelijk verhogen van de watertemperatuur van de boiler en de boiler daarna te laten verwarmen waardoor je overtollige (zonnepaneel)energie in het boilerwater "kwijt kan".

Een kostenafhankelijke regeling is, op het moment van schrijven, nog niet "kant en klaar" te koop en zal je zelf moeten bouwen/schrijven. Daarbij zal door velen een framework programma gebruikt worden zoals home assistant.

De kostenafhankelijke regeling

Wil je op kosten sturen dan zal je dit moeten doen op basis van gegevens die je elektronisch verzameld. Denk hierbij aan de actuele hoeveelheid vermogen dat teruggeleverd wordt aan het net (door zonnepanelen), de ladingsgraad van thuisbatterij, de te verwachten zoninstraling voor jouw locatie, de dynamische elektriciteitsprijs per uur, het te verwachten buitentemperatuurverloop, het verschil tussen de gewenste en werkelijke temperatuur in de woning, de temperatuur van het water in de boiler en historische gegevens van bijvoorbeeld het gebruik van de boiler voor douche en/of bad.

Op basis van deze parameters en een zelf te schrijven algoritme kan je geautomatiseerd de cv-warmtepomp aan sturen om daarmee zo kosteneffectief als mogelijk of zo veel als mogelijk het milieu sparend, de woning te verwarmen.

Zo'n regeling zal met een computer gebouwd worden. Die computer zal 24/7 aan moeten staan en daarom zal gekozen worden voor een zeer energiezuinige computer. Te denken valt aan een Arduino, ESP32 of een Raspberry PI of vergelijkbare computertjes die zeer weinig energie verbruiken.

Armeluis kostenafhankelijke regeling voor een cv-warmtepomp

Een kostenafhankelijke regeling vereist doorgaans een computer(tje) met software die op basis van externe inputs, instellingen en algoritmen de cv-warmtepomp aanstuurt. Daar zijn natuurlijk flinke kosten mee gemoeid, maar vooral veel (vrije)tijd.

Wat we hier beschrijven is een armeluis versie^[2].

Die arme lui moeten naast een cv-warmtepomp ook over zonnepanelen beschikken. Dat vergt bij elkaar al een flinke investering, dus zo armeluis, is het ook weer niet. Maar het armeluis slaat op de kostenafhankelijke regeling. Die regeling kost, in aanschaf, niets.

De regeling gaat vooral een rol spelen als de salderingsregeling afgebouwd gaat worden of totaal is afgeschaft, óf als je gebruik maakt van dynamische elektriciteitstarieven per uur.

De zonnepanelen produceren overdag elektriciteit, en het idee is om te zorgen dat alle, of op zijn minst zoveel mogelijk zonnepaneelenergie gebruikt wordt voor de cv-warmtepomp.

Voor diegene die denken "de productie van elektriciteit door zonnepanelen staat diametraal tegen het verbruik van elektriciteit van een cv-warmtepomp", hebben zeker een punt, maar adviseren we ons artikel over de combinatie van zonnepanelen en een cv-warmtepomp te lezen.

Bij voorkeur zal je een cv-warmtepomp 24/7 laten "pruttelen". Dan is het rendement het hoogst omdat de cv-watertemperatuur het laagst zal zijn.

De regeling is heel simpel. Je stelt op de cv-warmtepomp een nachtverlaging in, bijvoorbeeld van 2,5°C. Met een klokprogramma stel je in tussen welke twee tijdstippen deze nachtverlaging van toepassing is.

Die nachtverlaging zal er voor zorgen dat de cv-warmtepomp in de avond en nacht geen warmte meer produceert, of anders op een verlaagd niveau waardoor dus buiten de zonne-uren geen of vrijwel geen elektriciteit door de cv-warmtepomp verbruikt wordt.

Voor de nachtverlaging kies je tijdstippen die overeenkomen met de start en het eind van de productie van de zonnepaneelenergie. Die tijdstippen zijn afhankelijk van de oriëntatie van de zonnepanelen. Zijn ze Oost georiënteerd, dan zal de productie bijvoorbeeld starten om 9 uur en eindigen om 15 uur. Zijn ze Zuid georiënteerd dan zal dit bijvoorbeeld tussen 10 en 6 uur liggen. Voor West georiënteerde zonnepanelen is dit nog later, bijvoorbeeld 11 en 16 uur. Heb je een Oost-West opstelling dan zal 9 tot 16 uur waarschijnlijk een goede keuze zijn.

Bij gebruik van een nachtverlaging heeft de cv-warmtepomp minder uren ter beschikking om de woning op temperatuur te brengen en te houden, bijvoorbeeld maar 6 uur in plaats van 24 uur.

De woning in een korter tijdsbestek op temperatuur houden kan alleen maar als het thermisch vermogen van de cv-warmtepomp flink verhoogd wordt en dat kan alleen maar als de cv-watertemperatuur (en mogelijk ook het debiet) flink hoger wordt.

Het gevolg van een flink hogere cv-watertemperatuur is dat de cv-warmtepomp ook flink minder zuinig werkt, het rendement (de COP) daalt hierdoor. Maar dat hebben we in dit geval er graag voor over.

Ons doel met deze regeling is immers om iedere mogelijke kWu die de zonnepanelen leveren voor de volle 100% te benutten en kost wat kost zien te voorkomen dat zonnepaneelenergie teruggeleverd wordt. Want die teruglevering levert doorgaans veel minder op dan wat je moet betalen bij afname uit het net.

Praktisch gezien zal overdag de cv-warmtepomp flink staan te stampen en in de avond en nacht zal deze uit staan of op een zeer laag pitje draaien.

Deze regeling werkt alleen maar goed bij een "traag" werkend afgiftesysteem, dus een vloerverwarming. En dan ook nog eens een natbouw vloerverwarming. Daarbij fungeert de vloer als thermische accu.

Overdag laag je hem op (stook je hem iets te warm) en in de avond en nacht geeft hij warmte af en koelt hij langzaam af.

Dat in de ochtend de temperatuur iets gedaald is, bijvoorbeeld 0,7°C neem je voor lief. Dat is de (comfort) prijs die je betaalt om aan de andere zijde juist minder (euro's) te betalen en/of het milieu te sparen omdat je zo veel als mogelijk verwarmd op basis van zelf geproduceerde duurzame (zonne-)energie.

Hoe je in jouw situatie (vrijwel) alle zonnepaneelenergie kan aanwenden voor de cv-warmtepomp zal afhangen van het aantal zonnepanelen, je eigen elektriciteitsverbruik, het thermisch verlies van de bouwschil (dus de mate van isolatie) en de gekozen hoogte van de nachtverlaging.

Wanneer je relatief weinig zonnepanelen bezit zal je overdag minder "over hebben" en is het verstandiger om de cv-warmtepomp overdag niet op hoog vermogen te laten draaien omdat dan het rendement een stuk lager is. Dan zal een kleinere nachtverlaging, bijvoorbeeld 1 of 1,5°C, en/of kortere tijden van de nachtverlaging kostentechnisch een betere oplossing zijn.

De optimale balans vinden kan alleen maar als je meet. Door dagelijks of wekelijks te meten, waarbij je de slimme meter standen bijhoud in een spreadsheet, kan je zien of sprake is van grote teruglevering. In dat geval is het waarschijnlijk slim om overdag de cv-warmtepomp harder te laten werken (dus een grotere nachtverlaging te kiezen).

Is er geen teruglevering of maar sporadisch, dan zal het waarschijnlijk slim zijn om de nachtverlaging kleiner te maken en/of de nachtverlagingperiode (3x woordwaarde) te verkorten.

Met deze armeluis kostenafhankelijke regeling