Ruimte afhankelijke regeling (RAR) of (kamer)thermostaat

In dit artikel gaan we in op de ruimte afhankelijke regeling, afgekort RAR. Deze regeling is ook bekend als een (kamer)thermostaat.

Bij cv-ketels is dit een populaire en zeer bruikbare temperatuurregeling, maar het is sterk af te raden om een thermostaat te gebruiken bij een cv-warmtepomp. Waarom leggen we in dit artikel uit.

Thermostaat of ruimte afhankelijke regeling (RAR)

De thermostaat of kamerthermostaat ook wel ruimte afhankelijke regeling genoemd, is de bekendste temperatuurregeling bij koeling- en verwarmingssystemen. Een temperatuursensor meet de temperatuur van (meestal) de woonkamer, die dan "referentieruimte" wordt genoemd. Op de thermostaat kan tevens de gewenste temperatuur ingesteld worden.

Zodra de gemeten ruimtetemperatuur lager is dan de gewenste temperatuur geeft de thermostaat een signaal aan de warmtebron dat het te koud geworden. Die zal warmte produceren en toevoeren aan de betreffende ruimte waardoor de temperatuur van de ruimte zal stijgen.

Enige tijd later zal de temperatuur van de ruimte boven de gewenste temperatuur stijgen en geeft de thermostaat een signaal aan de warmtebron om de warmteaanvoer te stoppen.

Hysterese

Iedere thermostaat is voorzien van een bepaalde hysterese. De hysterese zorgt er voor dat in een bepaald temperatuurgebied rond de gewenste temperatuur de thermostaat de warmtebron niet zal in- of uitschakelen.

Als die hysterese bijvoorbeeld 2°C, en de gewenste temperatuur 21°C is, zal de thermostaat pas als de gemeten temperatuur zakt tot 20°C een signaal afgeven dat het te koud is en pas als de gemeten temperatuur 22°C bereikt, het signaal afgeven dat het te warm is.

Een hysterese van 2°C heeft tot gevolg dat de werkelijke kamertemperatuur niet stabiel is maar fluctueert tussen de 20 en 22°C.

Hoe groot de hysterese is verschilt per thermostaat. Sommige thermostaten hebben een hysterese van bijvoorbeeld 1°C waardoor de temperatuur in de kamer nog maar met maximaal 1 graad fluctueert.

Deze hysterese is bewust ingebouwd in thermostaten om te voorkomen dat bij een zeer geringe temperatuur stijging of daling (bijvoorbeeld door een openslaande kamerdeur) de warmtebron te snel in- en uitschakelt. Het snel in in- en uitschakelen gaat ten koste van de levensduur, maar ook het rendement van de warmtebron. Pas een paar minuten na het inschakelen van een warmtebron zal deze het gespecificeerde rendement behalen.

Warmtepomp

Vooral bij warmtepompen speelt het frequent in- en uitschakelen een grote rol. Zou een warmtepomp iedere 5 minuten in- en uitschakelen dan zal deze binnen circa drie jaar al vervangen moeten worden omdat dan reeds zijn berekende levensduur behaald is, terwijl de verwachte levensduur van een normaal functionerende warmtepomp boven de 15 jaar ligt.

Daarnaast zal een warmtepomp pas na 10 tot 15 minuten het gespecificeerde rendement bereiken. Daarom blijft een warmtepomp bij voorkeur (op laag vermogen) uren achtereen ingeschakeld staan. Het is heel normaal bij een goed ontworpen cv-installatie met cv-warmtepomp makkelijk twaalf uur achter elkaar warmte produceert.

Bij warmtepompen wordt daarom vrijwel nooit gebruik gemaakt van een thermostaat omdat dit een zéér grote negatieve invloed heeft op het rendement en levensduur. In plaats daarvan wordt een weersafhankelijke regeling gebruikt. Het gebruik van een weersafhankelijke regeling kan bij een warmtepomp een besparing opleveren tot 50% of meer op de energierekening.

Overshoot, undershoot

Wanneer een kamerthermostaat gebruikt wordt met een "snel" afgiftesysteem, zoals radiatoren of convectors, dan zal sprake zijn van een ongewenste "overshoot" en een "undershoot".

Bij een overshoot zal de temperatuur in de kamer nog enige tijd blijven stijgen ondanks dat de kamerthermostaat de warmtebron heeft uitgeschakeld.

Het doorstijgen van de temperatuur komt omdat relatief snel de temperatuur stijgt en (vooral) de radiatoren of (in mindere mate) convectors nog warmte blijven afgeven.

Wanneer de gewenste temperatuur ingesteld is op 21°C, en de thermostaat een hysterese heeft van 1°C, dan zal bij een temperatuur van 22°C de warmtebron uitgeschakeld worden, maar de radiatoren blijven nog een tijdje warmte afgeven waardoor de temperatuur nog verder stijgt, bijvoorbeeld tot 22,5°C of meer. Dit wordt de "overshoot" genoemd.

Andersom is ook waar, wanneer de temperatuur daalt tot 20°C zal wel de warmtebron ingeschakeld worden, maar voordat warm water de radiator instroomt en warmte kan gaan afgeven kost wat tijd. In de tussentijd zal de kamertemperatuur verder dalen, wellicht tot 19,5°C en dit is de zogenaamde "undershoot".

Honeywell, een van de bekendste fabrikanten van thermostaten heeft al heel lang gelden voor dit probleem een oplossing bedacht waarbij de thermostaat voorzien werd van een "anticipatieweerstand".

Moderne thermostaten hebben deze anticipatie elektronisch geregeld waardoor de over- en undershoot zo veel als mogelijk beperkt blijft.

Bij "langzame" afgiftesystemen zoals een vloerverwarming, speelt dit fenomeen veel minder. Dat komt omdat temperatuurstijgingen of -dalingen heel traag gaan, mede doordat de cv-watertemperatuur relatief laag is (en weinig warmte bevat) en de vloer als een soort warmteaccu fungeert waardoor temperatuurfluctuaties veel geringer zullen zijn.

RAR in combinatie met weersafhankelijke regeling

Soms wordt een RAR (een kamerthermostaat) gecombineerd met een weersafhankelijke regeling. De weersafhankelijke regeling is de primaire regeling en zal onder normale omstandigheden zorgen voor een (redelijk) stabiele temperatuur in de woning. De thermostaat wordt dan ingesteld op bijvoorbeeld 1,5°C boven de gewenste temperatuur. Mocht door verstorende factoren zoals zoninstraling, koken, oven of veel mensen, de temperatuur te ver oplopen (omdat dit buiten de invloed van de weersafhankelijke regeling valt) zal de thermostaat ingrijpen en de cv-warmtepomp uitschakelen.