Pompschakelaars voor vloerverwarming en warmtemuur:

Dat moet beter!

Voor iedereen die een vloerverwarming of warmtemuur heeft aangelegd, lijkt een pompschakelaar de 'kroon op het werk'. De pompschakelaar zou het gebruik van de vloerverwarming of warmtemuur zo energiezuinig en comfortabel mogelijk maken. Maar is dat ook zo in de praktijk?
 
Ik moet me voorzichtig uitdrukken, voor je het weet heb je een advocaat op je dak:
"Na uitvoerige experimenten heb ik moeten vaststellen dat een aantal pompschakelaars in onze verwarmingsinstallatie niet naar behoren werkt en daardoor niet bruikbaar is."
 
Maar 'onze verwarmingsinstallatie' is waarschijnlijk best representatief voor een boel andere installaties met vloerverwarming of een warmtemuur.
 
De conclusie: Het is behelpen, de 'ideale' pompschakelaar bestaat nog niet.
Onderaan de pagina een beschrijving over hoe die er uit zou kunnen zien.
 

Doel van de pompschakelaar

Een pompschakelaar voor de vloer- of wandverwarming heeft als doel energie te besparen. De normale situatie is dat de pomp van de vloer- of wandverwarming altijd draait. Dat is niet nodig en gaat zelfs ten koste van het comfort.
 

Werking van de pompschakelaar

Een pompschakelaar wordt tussen het stopcontact en de pomp geplaatst. Hij wordt ingesteld op een temperatuur die iets lager ligt dan de temperatuur waarop de vloer- of wandverwarming is ingesteld.
 
De schakelaar meet de temperatuur van het water, met een sensor die op de aanvoerbuis zit. Zo lang de ketel warm water levert, blijft de pomp lopen en wordt de vloer- of wandverwarming voorzien van warm water.
 
Stopt de ketel, dan zakt de temperatuur van het water. Wanneer de temperatuur lager wordt dan ingesteld op de pompschakelaar, stopt de pomp. Dit bespaart op twee manieren:

1. De pomp gebruikt geen electriciteit meer.
2. De vloer of muur blijft langer warm, omdat er geen koud water door gepompt wordt.

De electriciteitsbesparing door het uitschakelen van de pomp wordt overigens vaak overschat, omdat men uit gaat van een verbruik tot wel 90 watt. Onze Grundfos 3-standen pomp gebruikt maar 23, 36 of 51 watt en staat meestal op de laagste, zuinigste stand.
De besparing die bereikt wordt omdat de vloer of muur minder snel afkoelt is veel groter. En dit zorgt ook voor meer comfort: de temperatuur van de vloer of muur varieert veel minder.
 
Gaat de ketel weer aan, dan moet de pompschakelaar de pomp weer starten, zodra de watertemperatuur boven de ingestelde waarde komt. En daar gaat het ernstig fout.
 

Typen pompschakelaar

Maar eerst wat meer uitleg over de schakelaars waar we het over hebben. Er bestaan grofweg drie typen, met telkens wat meer techniek en/of mogelijkheden aan boord (dit is geen officiële type-indeling).

1. Het eenvoudigste type is een doosje, wat je in het stopcontact steekt. De stekker van de pomp gaat weer in het doosje. Er zitten meestal geen knoppen op, alleen één of twee lampjes die aangeven of de schakelaar aan staat en/of de pomp loopt. Zo'n pompschakelaar is ingesteld op een vaste temperatuur, bijvoorbeeld 28 graden.
   Het kan natuurlijk zo uitkomen dat de vaste schakeltemperatuur van zo'n eenvoudige schakelaar precies goed is voor een bepaalde situatie. Maar in de praktijk wil je toch zelf de juiste temperatuur instellen. De temperatuur van de vloer of muur stel je immers ook bij naar behoefte. Daarom viel dit type pompschakelaar met vaste temperatuurinstelling voor ons af, dit type is hier niet getest.
    
   
2. Dan komen we bij de pompschakelaar met een draaiknop om de temperatuur in te stellen. Zo'n schakelaar kan in principe een eenvoudig analoog apparaat zijn. Het instellen is echter vrij lastig, omdat je niet weet hoe nauwkeurig temperatuurschaal van de draaiknop is en omdat de actuele temperatuur niet wordt aangegeven. De juiste werking is moeilijk te controleren en het maken van de beste instelling vraagt een beetje experimenteren.
    
   
3. Ideaal (althans op papier) zijn de pompschakelaars die ingesteld kunnen worden en ook een LCD-schermpje hebben. Hierop kun je o.a. de actuele temperatuur nauwkeurig aflezen. Dit zijn vrij geavanceerde digitale apparaatjes, met een echte processor, bestuurd door software.

 

Praktijktest

Omdat de prijzen van de diverse pompschakelaars elkaar niet zo veel ontlopen, van 55 tot 70 euro, werd het er één van het derde type. Al eerder had ik o.a. op de website van Heatnet een rode pompschakelaar gezien, instelbaar en met LCD-schermpje.
 
Die bleek inmiddels vervangen te zijn door de 'Therma Control' pompschakelaar. Dat zal dan een vernieuwde versie zijn dacht ik, en heb hem eind december 2010 besteld.
Naderhand bleek dat dit een eigen Heatnet pompschakelaar is van een soortgelijk type als de rode pompschakelaar van de firma Maelok/Amfra Europe bv, die men eerst verkocht.
 
De schakelaar is uitvoerig getest. De temperatuur- meting is binnen 0,5 graad nauwkeurig en het aan- en uitschakelen doet hij ook keurig, zodra de ingestelde temperatuur met meer dan 0,5 graad overschreden wordt. Dat alles bij een geleidelijke verandering van temperatuur, tijdens het controleren van de juiste werking.
 
De praktijk, met de schakelaar gemonteerd bij de regelunit van onze warmtemuur, is helaas een ander verhaal.
Wanneer de ketel uit gaat en de aanvoertemperatuur vrij langzaam daalt, gaat alles nog goed. De schakelaar geeft, met tussenpozen van minimaal 7 seconden, keurig de tussenstanden weer. De pomp wordt uitgeschakeld zodra de temperatuur 0,5 graden beneden de ingestelde temperatuur komt.
 
Maar wanneer de ketel weer aan gaat, stijgt de temperatuur van het aanvoerwater snel en daar verslikt de pompschakelaar zich in. Het schermpje blijft nu minuten lang staan op de temperatuur voordat de ketel aan ging, bijvoorbeeld 26 graden, en loopt niet op. Ondertussen loopt de temperatuur van het aanvoerwater wel flink op, tot ver boven de op de schakelaar ingestelde temperatuur. Pas na een lange pauze, van soms meer dan 5 minuten, springt de temperatuur in het schermpje ineens naar bijvoorbeeld 48 graden of zelfs 'HI' (boven de 50 graden) en wordt de pomp weer ingeschakeld.
 
Samengevat:

• De thermostaat schakelt de ketel aan.
• De aanvoertemperatuur stijgt snel tot boven de schakeltemperatuur.
• De pompschakelaar reageeert echter met grote vertraging op het warme water en schakelt de pomp te laat in.

Daarna kan er het volgende gebeuren:

• De ketel schakelt kort daarop weer uit, omdat de warmte niet tijdig wordt benut, waardoor de maximale aanvoertemperatuur al snel bereikt wordt. De vloer of muur warmt maar een beetje op.
• Als de installatie nog vrij koud is en de muur nog helemaal moet opwarmen, wacht de pompschakelaar ook te lang. Maar omdat de watertemperatuur nu niet zo snel 'doorschiet' naar het maximum, blijft de ketel meestal langer aan en wordt de opwarmronde beter benut.
• Wanneer de ruimte met de thermostaat warm is, maar er ook enkele koude radiatoren warmte vragen, kan het gebeuren dat de pompschakelaar de hele opwarmronde van de ketel 'overslaat'.
  De modulerende thermostaat geeft opdracht voor een korte opwarmronde en verwacht dat de kamertemperatuur snel weer op pijl is. Maar de thermostaat weet niet dat er extra warmte nodig is in andere ruimten. Nu kan het gebeuren dat de watertemperatuur maar korte tijd boven de insteltemperatuur van de pompschakelaar komt en deze de opwarmronde kompleet negeert. De ketel gaat uit en de watertemperatuur zakt al weer beneden de ingestelde waarde, zonder dat de pomp aan geweest is. De vloer of muur koelt verder af.
  Pas nadat de radiatoren elders ook warm zijn, zal de temperatuur van het aanvoerwater lang genoeg hoog blijven en komt de vloer of warmtemuur weer 'aan de beurt'.

Eind januari arriveerde de oorspronkelijke versie van dit type pompschakelaar, de rode AmfraMatic V-4 van Maelok/Amfra Europe bv. Zou deze wel voldoen in onze installatie?
 
Dezelfde experimenten uitgevoerd en helaas, deze schakelaar vertoont precies hetzelfde gedrag als de Therma Control. Ook deze pompschakelaar verslikt zich bij de snelle temperatuurstijging als de ketel aan gaat en schakelt de pomp niet op tijd aan.
 
Om ze weer onbeschadigd te kunnen retourneren, heb ik de pompschakelaars niet opgegeschroefd en ik ken ook geen details van de ingebouwde software. Maar het lijkt er op dat de schakelaar bij een snelle en grote temperatuurwijzigingen minder vaak de temperatuur meet, of last heeft van een soort geheugeneffect. Het kan zijn dat de software in bepaalde gevallen een extra vertraging inlast bij het inschakelen van de pomp, om voorbarige reacties van de schakelaar te voorkomen. Maar beide schakelaars hebben ook al een vaste schakelvertraging van rond de 15 seconden, bedoeld om het te snel in- en weer uitschakelen te voorkomen. Hoe dan ook, de software werkt m.i. nog niet naar behoren.
 
Beide leveranciers erkenden dat hun pompschakelaar in onze installatie niet voldeed en in beide gevallen kon de schakelaar zondermeer geretourneerd worden.
 
Heatnet voerde aan dat men nog niet eerder klachten kreeg over hun pompschakelaar. Daar kom ik hieronder op terug.
Maelok/Amfra Europe zag in onze bevindingen aanleiding om te kijken of de software verbeterd kan worden, door drukte lukt dat echter niet op korte termijn. Maar er is dus nog hoop.
 
Update 7 mei 2011: Vandaag werden wij gebeld door de firma 2HEAT (ontwerper van de Heatnet pompschakelaar), naar aanleiding van onze praktijktest met pompschakelaars. Goed nieuws: Mede naar aanleiding van onze bevindingen, wordt er gewerkt aan een nieuwe versie van de pompschakelaar. Afgesproken is dat wij het komende stookseizoen de nieuwe pompschakelaar kunnen testen!
 

De 'gewone gebruiker'

Het is niet zo verbazend wanneer de leveranciers nog geen klachten van anderen kregen. Ook ik dacht, na het aansluiten en de eerste controle: "Hij schakelt keurig op de ingestelde temperatuur de pomp uit, het werkt, dat is dat!". En de pomp is inderdaad vaak uit, dus veel mensen zullen denken: "Prima, dat bespaart een boel stroom". Maar dat is dus maar een deel van het verhaal.
Ik wil iedere gebruiker van een pompschakelaar aanraden vooral ook eens te kijken wat de pompschakelaar doet als de ketel aan gaat, vooral als je merkt dat de vloer of muur soms toch wel erg afkoelt.
 
Zelf kwam ik deze problemen op het spoor omdat de pompschakelaar maar één stap is in onze besparingsmaatregelen. Er moet eerst zekerheid zijn dat hij goed werkt, voor we verder kunnen met het optimaliseren van de CV. En er was ook een pagina gepland over 'de pompschakelaar' op deze website. Dus heb ik tijden met een stopwatch en een schrijfblokje naast de pompschakelaars gezeten om temperaturen te meten en ook te bekijken of het inschakelen wel goed gaat. Dat zullen niet veel mensen doen, maar is eigenlijk dus wel nodig ...
 
Natuurlijk geldt dit alles voor onze verwarmingsinstallatie. Maar is onze installatie zo ongunstig of afwijkend?
De thermostaat is het eenvoudigste type modulerende thermostaat, zonder klok en programma's die roet in het eten kunnen gooien. De maximale aanvoertemperaturen die gebruikt werden bij de experimenten waren 65 en 55 graden. De de ketel wordt begrenst op 60% van z'n capaciteit en brand dus nooit voluit. De warmtemuur was ingesteld op 35 graden en de pompschakelaar op 32 graden. Een pompschakelaar zou m.i. juist optimaal tot z'n recht moeten komen bij zo'n zuinige afstelling van de ketel, met lage temperaturen en relatief langzame temperatuurwisselingen.
 
Bij veel 'normale' installaties staat de maximale watertemperatuur veel hoger, tot wel tegen de 90 graden, en brand de ketel zonodig op volle capaciteit. Het is goed mogelijk dat deze pompschakelaars dan wel voldoen. Door de hoge watertemperaturen zal de pompschakelaar hier maar weinig in actie komen. Hij dient dan voornamelijk om stroom te besparen in de nacht en op andere momenten dat de ketel langer uit gaat, bijvoorbeeld als de zon vol naar binnen schijnt of de open haard brandt.
Maar in situaties waar de pompschakelaar toch regelmatig in actie moet komen, zouden de problemen best eens groter kunnen zijn dan bij onze installatie. Wanneer bij zo'n installatie de ketel weer aan gaat, stijgt de watertemperatuur immers sneller en hoger dan bij onze zuinig ingestelde installatie en dan zal het te laat inschakelen van de pomp nog meer energie verspillen.
 

Drie keer is scheepsrecht?

De volgende pompschakelaar. Bij gebrek aan andere kandidaten van het 'type 3' (met schermpje), werd het nu de enige pompschakelaar van het type 2 (met draaiknop), die we konden vinden:
De Tercal pompschakelaar type Tpomp2 / 1105T.
 
Geen LCD-schermpje en digitale instellingen, maar een draaiknop voor de temperatuur en twee schakelaars om het apparaat aan of uit te zetten en de temperatuurregeling aan of uit te zetten.
Minder handig ook (in onze situatie), met drie lange snoeren: één voor in het stopcontact, één voor het aansluiten van de pomp en één voor de temperatuursensor. Die sensor is hier geen clip die je op de verwarmingsbuis klikt, maar een korte staaf, zo dik als een potlood, die je zelf moet vastmaken op de buis en geen groot contactoppervlak heeft. Daardoor reageert deze sensor ook wat langzamer.
 
Een ander verschil is dat deze pompschakelaar geen ingebouwde tijdsvertraging heeft bij het in- en uitschakelen, maar wel een 'temperatuursvertraging' bij het inschakelen: pas als de temperatuur 5 graden boven de ingestelde temperatuur komt, schakelt de pomp weer in.
 
We hebben deze pompschakelaar aangeschaft in februari 2011 en nog niet uitvoerig kunnen testen. Maar de eerste bevindingen zijn gunstiger dan bij bovenstaande schakelaars.
 
Dat deze schakelaar pas 5 graden hoger weer inschakelt is nog steeds verre van optimaal. Maar in de praktijk werkt het wel beter: wanneer de ketel weer aan gaat, wordt de pomp sneller weer ingeschakeld dan bij bovenstaande schakelaars.
 
We experimenteren nog met deze schakelaar, een update volgt.
 

De 'ideale' pompschakelaar

Die bestaat dus helaas nog niet. Voor de technisch geïnteresseerden, de ideale, op zichzelf staande pompschakelaar zou er volgens mij zo uit moeten zien:

1. Een praktische vorm met stekker en stopcontact, zoals de AmfraMatic en Therma Control. Er zit vrijwel altijd al een stopcontact voor de pomp in de buurt, dus extra verlengsnoeren zijn overbodig.
    
   
2. De sensor moet een clip zijn, zie goed op de verwarmingbuis klemt, met een groot contactoppervlak voor een snelle reactie op temperatuurswisselingen.
    
   
3. De schakelaar moet vaak de temperatuur meten, om de 5 à 10 seconden.
    
   
4. Een schakelvertraging is in veel gevallen niet nodig of zelfs hinderlijk. Voor die gevallen waar wel een schakelvertraging nodig is, moet die appart ingesteld kunnen worden, bijvoorbeeld met dipswitches (kleine aan/uit 'klikschakelaartjes') op de achterkant.
    
   
5. Twee temperatuurinstellingen: één voor het uitschakelen van de pomp en één voor het weer inschakelen van de pomp. Om het warme water van de ketel optimaal te benutten en maximaal stroom te besparen, moet de pompschakelaar zich als volgt gedragen:
   Wanneer de ketel uit gaat, moet de pomp nauwkeurig en zonder vertraging uitschakelen op de ingestelde temperatuur. De warmte in de vloer of muur moet zo goed mogelijk behouden worden en er mag dus nooit kouder water rondgepompt worden.
   Wanneer de ketel weer aan gaat, is het is zaak zo snel mogelijk weer warm water toe te voeren. De vloer of muur is ondertussen al weer een beetje afgekoeld, dus de pomp kan ook bij een lagere temperatuur weer ingeschakeld worden dan de temperatuur waarbij de pomp uitgeschakeld werd. De pompschakelaar 'voelt' dat de temperatuur van het aanvoerwater weer stijgt en schakelt direct de pomp in wanneer de temperatuur de ingestelde waarde bereikt.
   Door het zo snel mogelijk weer inschakelen van de pomp, wordt ook voorkomen dat de ketel te vroeg weer uit gaat. Wanneer de pomp te laat ingeschakeld wordt, kan het gebeuren dat de ketel al weer uit gaat, omdat de maximale aanvoertemperatuur al bereikt is. De vloer of muur wordt dan niet op temperatuur gebracht. Direct aan die pomp dus, om de 'warmtestoot' van de ketel helemaal te benutten en te voorkomen dat de ketel al weer uit gaat, voor dat de vloer of muur weer opgewarmd is.
    
   Wanneer de pompschakelaar zich zo gedraagt, werkt de voerverwarming of warmtemuur het best, is het comfort het hoogst en wordt er maximaal ernergie bespaard. De pomp draait nooit als dat niet nodig is, elke 'opwarmronde' van de ketel wordt optimaal benut en de temperatuur van de vloer of muur varieert zo weinig mogelijk.
    
   Toegegeven, dit wordt een wat ingewikkelder apparaat dan een versie met slechts één insteltemperatuur. Voorkomen moet worden dat de pomp bij de tweede (lagere) temperatuurinstelling weer aan gaat, terwijl het aanvoerwater nog steeds aan het afkoelen is. Maar dat is met software op te lossen: Het inschakelen van de pomp mag alleen gebeuren als er een temperatuurstijging gemeten wordt.
   Mocht de temperatuur niet zakken tot onder die tweede insteltemperatuur en warmt het aanvoerwater al weer op, dan geldt, als tweede trap, de wat hogere uitschakeltemperatuur ook als temperatuur om weer in te schakelen. In dit geval is er immers sprake van korte pauzes tussen het branden van de ketel en is de vloer of muur nog niet veel afgekoeld.

Tot zo ver de op zichzelf staande pompschakelaar met temperatuurmeting. Maar we kunnen het doel van een pompschakelaar natuurlijk ook op een heel andere manier realiseren.
De beste en eenvoudigste pompschakelaar is waarschijnlijk een type dat rechtstreeks bestuurd wordt door de kamerthermostaat of op een aftakking van de schakeldraad tussen de kamerthermostaat en de ketel is aangesloten. De pompschakelaar hoeft dan niet zelf te meten en na te denken, maar kan gewoon de pomp aan- en uitschakelen als de ketel aan of uit gaat. Het gedrag van de schakelaar kan dan verder verbeterd worden door een instelbare vertraging in te bouwen voor zowel het aan- als uitschakelen. De pompschakelaar kan dan aangepast worden aan de gemiddelde snelheid waarmee een bepaalde installatie opwarmt en afkoelt en de nalooptijd van de ketelpomp.
En natuurlijk kan dat verder geperfectioneerd worden door de pompschakelaar ook nog temperaturen te laten meten. Maar laten we eerst maar eens bij het begin beginnen: Een simpele pompschakelaar die gewoon goed werkt.
 
 
Kortom: Dames en heren ontwerpers en fabrikanten, werk aan de winkel!