Gezoneerde verwarming en airconditioning moet het totale energieverbruik en de totale kosten verlagen, terwijl de temperatuur in elke kamer of zone nauwkeurig wordt geregeld.
Dit zijn de punten die in het voordeel spreken van gezoneerde HVAC.
Het nadeel zijn de initiële kosten, meestal variërend van $2.000 tot $3.300, afhankelijk van het aantal zones. Dat zijn alleen de kosten van de zone-apparatuur en de installatie. Als u HVAC-componenten vervangt, zullen de kosten veel hoger zijn.
De kosten van een volledige HVAC-zonering vindt u hieronder.
Naast de kosten is er nog een potentieel probleem: een slecht ontworpen zoneringssysteem kan alle potentiële energie-efficiëntie verspillen die het moet creëren. Meer daarover onder Goed en Slecht Ontwerp.
Nu we de nadelen van verwarming en koeling in zones uit de weg hebben geruimd, zijn we blij te kunnen melden dat een goed ontworpen systeem zichzelf terugbetaalt in energiebesparing. En meer comfort in de verschillende zones van uw huis is altijd prettig.
Wat is een HVAC-systeem met zones?
Een gezoneerd systeem is een enkel HVAC-systeem dat twee of meer zones bedient, in plaats van twee afzonderlijke HVAC-systemen. De onderdelen zijn:
1 HVAC-systeem: Een oven gecombineerd met een AC, en een warmtepomp en luchtbehandelingskast zijn de twee meest voorkomende.
1 tot 20+ motoraangedreven kleppen om de luchtstroom naar elke zone te regelen: Afhankelijk van het ontwerp van het kanaalsysteem kan het nodig zijn een klep te installeren voor elke grote aftakking van de hoofdleiding of kleinere aftakkingen. Een van de voordelen van het installeren van een gezoneerd systeem wanneer het huis wordt gebouwd, is dat het kan worden ontworpen met minder dempers dan bij een retrofit vaak nodig is.
Zie onze Koopgids kanalen voor informatie over kanalen en hoe ze functioneren in een HVAC-systeem.
De kleppen kunnen volledig worden geopend of gesloten, of een modulerende regelaar kan tegen extra kosten worden geïnstalleerd om de kleppen gedeeltelijk te openen om aan de verwarmings- en airconditioningvraag van elke zone te voldoen.
Temperatuurbewaking en -regeling in elke zone: Er zijn verschillende manieren om de temperaturen in de zones te bewaken en te regelen.
Optie 1: Thermostaten – De eenvoudigste methode is om in elke zone een thermostaat te hebben die zowel de temperatuur bewaakt als regelt.
Optie 2: Een multizone-thermostaat en sensoren in elke zone kunnen ook de temperatuur in elke zone bewaken en regelen. De sensoren geven informatie door aan de thermostaat, en de thermostaat bepaalt of elke zone warmte of airconditioning krijgt.
Het voordeel van een multizone-thermostaat is dat u het hele systeem vanaf één plek kunt regelen en niet naar elke zone hoeft te gaan om de thermostaat in te stellen. Natuurlijk kan elke enkele of multizone WiFi-thermostaat overal vandaan worden bediend met een app en een smart device.
Een HVAC-professional met goede ervaring met het installeren van gezoneerde systemen zal gedegen advies geven over de beste mix van sensoren en thermostaten.
Damperbedieningspaneel: Dit paneel ontvangt informatie over de gewenste temperatuur in elke zone. Vervolgens regelt het de kleppen om een luchtstroom te produceren die voldoet aan de verwarming en koeling in elke zone.
Bedrading/draadloos: De dempers worden gewoonlijk terugbedraad naar het bedieningspaneel. Sensoren en thermostaten kunnen bedraad of draadloos zijn.
We promoten Trane niet ten opzichte van andere merken, maar deze pagina geeft wel uitleg over de soorten apparatuur die in een systeem met zones worden gebruikt.
Goed en slecht ontwerp van een systeem met zones
Een HVAC-systeem dat niet in zones is ingedeeld, verwarmt en koelt elke ruimte van uw huis wanneer het in werking is. Het is een beetje alsof alle lichten in uw huis aangaan wanneer u een licht aandoet. De elektriciteit die wordt gebruikt voor verlichting in onbezette kamers wordt verspild.
De sleutel tot energiebesparing met een systeem met zones is het verminderen of stoppen van verwarmde of gekoelde lucht die naar onbezette kamers gaat. De verwarming van de slaapkamerzone kan bijvoorbeeld overdag op 60F worden ingesteld en ’s nachts op 72F, wanneer de woonvertrekken op 60F worden gezet. Zoals u zich kunt voorstellen, bieden programmeerbare thermostaten gemak in een gezoneerd systeem.
Als de zone-indeling goed wordt uitgevoerd, wordt het energieverbruik gewoonlijk met 20% tot 40% verminderd. Het gemiddelde voor de meeste woningen is 30%. Hoe extremer de temperaturen in uw klimaat zijn, hoe sneller een systeem met zonering zichzelf terugbetaalt en u elke maand echt geld begint te besparen.
Goed ontwerp van een zoneringssysteem
Energiebesparing wordt in een zoneringssysteem bereikt door het vermogen van het HVAC-systeem te verlagen. Daarom begint een goed ontwerp met een HVAC-systeem met twee fasen of variabele capaciteit.
Systemen met twee fasen werken op 65% capaciteit bij laag en 100% capaciteit bij hoog. Bedenk daarom wat er gebeurt als u de vraag naar verwarming of koeling in verschillende zones met een derde vermindert, zodat uw huis ongeveer tweederde (66,7%) van de capaciteit van het systeem nodig zal hebben. Dat is bijna 65%. Het systeem zal het grootste deel van de tijd op een laag pitje draaien, waardoor het energieverbruik en de kosten met ongeveer een derde afnemen.
Deze pdf kan worden gebruikt om het punt te illustreren. De leidingen zijn verdeeld over drie delen van het huis. Zonder zone-indeling zou elke sectie ongeveer 33,3% van de luchtstroom de hele tijd krijgen, voor een totaal van 100%.
Met een systeem met zones zoals afgebeeld, kunnen ofwel een multizone thermostaat of thermostaten voor elke zone zo worden ingesteld dat sommige gebieden een onevenredig deel van de verwarmings- of koelingsluchtstroom krijgen, terwijl de totale capaciteit wordt verminderd. Bijvoorbeeld, de bovenverdieping kan 20% van de systeemcapaciteit krijgen. De keuken/familiekamer zou 30% kunnen krijgen en de woon-/eetkamer 15%.
Dat is in totaal 65% in plaats van 100%, ideaal voor een tweetraps- of variabel-capaciteits-systeem.
Ook hier kan een ervaren HVAC-systeemontwerper van pas komen. Zij kunnen bepalen welke temperatuurinstellingen voor de verschillende zones moeten worden gebruikt om ervoor te zorgen dat het systeem op een lagere capaciteit werkt om het energieverbruik te verminderen, maar nog steeds de bezette delen van uw huis comfortabel te houden.
Slecht ontwerp van het systeem
Er zijn twee belangrijke systeemfouten met zonering.
1. Eentraps systemen mogen niet worden gezoneerd, omdat ze verwarmen of koelen op 100% capaciteit en de blower op volle capaciteit draait wanneer deze is ingeschakeld. Ten eerste kun je het energieverbruik niet verminderen als het systeem op volle capaciteit draait.
Ten tweede, als de blower 100% van de luchtcapaciteit verplaatst, moet die lucht ergens heen. Als een of meer zones zijn afgesloten, zal de overtollige lucht door de open zones worden geblazen
Het resultaat zal zijn dat er teveel verwarmde of gekoelde lucht naar de open zones wordt geblazen. Hierdoor gaat het systeem in korte maar frequente cycli draaien, wat kan leiden tot temperatuurschommelingen en mechanische storingen. De kamers zullen te warm of te koud zijn. Tenslotte zal al die luchtstroom geruis of gefluit in de kanalen veroorzaken en de kanalen kunnen beschadigen of lekken veroorzaken.
2. Bypass-kanalen en kleppen mogen niet worden gebruikt.
Als u bekend bent met systemen met gescheiden luchttoevoer, hebt u misschien wel eens gehoord van een bypass-kanaal en -klep, zoals in de afbeelding hierboven. Het bypass-kanaal is aan één kant verbonden met de hoofdleiding die verwarmde of gekoelde lucht naar de gezoneerde aftakkingen voert
Aan de andere kant is het verbonden met het luchtafvoerplenum waar de lucht naar de oven terugkeert om opnieuw te worden verwarmd of opnieuw te worden gekoeld. In het midden van het kanaal bevindt zich een demper. Als alle zones open zijn, is de klep gesloten, althans dat zou hij moeten zijn, zodat er geen lucht doorheen stroomt. De demper gaat gedeeltelijk of volledig open wanneer een of meer zones gesloten zijn en de luchtdruk in het systeem toeneemt.
Deze video van This Old House toont de installatie van een zoned systeem met bypass-kanaal en demper. De video is nuttig om te leren hoe een systeem met gescheiden zones werkt. Het toont de installatie van een demper en de redenen om er een te gebruiken. We hebben echter tegen een bypass gepleit, dus de video geeft “de andere kant van het verhaal.”
Een bypass moet worden gebruikt in een eentraps, gezoneerd systeem, anders zullen er aanzienlijke problemen met de luchtstroom en het kanaalsysteem zijn. De overtollige lucht die door de blower wordt geperst wanneer sommige kleppen gedeeltelijk of volledig zijn gesloten, wordt via de bypass direct terug het luchtafvoerplenum in geperst. Dit voorkomt het stromen van lucht door open zones.
Probleem opgelost?
Nee. Hier zijn vier redenen waarom bypass-kanalen in geen enkel systeem mogen worden gebruikt:
- Het kan de verwarming of koeling niet verminderen in een eentraps systeem dat per definitie op 100% capaciteit draait, dus er zijn GEEN energiebesparingen.
- Als de AC draait, kan het forceren van koude lucht in de luchtbehandelingskast ervoor zorgen dat de AC spoel bevriest en zeer inefficiënt werkt of de luchtstroom volledig blokkeert.
- De meeste bypass dempers zijn verzwaard in plaats van bedraad. Deze worden barometrische dempers genoemd. Hoe meer luchtdruk door gesloten dempers wordt veroorzaakt, hoe meer lucht er doorheen wordt geperst, en hoe wijder de demper opengaat. Zelfs als alle zones open zijn, komt er lucht in het bypass-kanaal terecht, en wordt de verwarming of koeling in die lucht verspild. Elektronische bypasskleppen verminderen dit probleem gedeeltelijk.
- Bypasskleppen kunnen vochtigheid verzamelen, en schimmel is het onvermijdelijke resultaat.
Dat is onze professionele mening, en die wordt gesteund door vooraanstaande HVAC-professionals. Als u zich verder wilt verdiepen in deze kwestie, bevat dit artikel van Energy Vanguard uitstekende informatie.
We brengen deze kwestie ter sprake omdat er onder HVAC-installateurs veel over wordt gediscussieerd. Als uw installateur voorstelt om een systeem met een bypass te bouwen, zoek dan een nieuwe installateur die daar tegen is. Of vraag op zijn minst aan de installateur om in te gaan op de bezwaren die wij naar voren hebben gebracht. En lees zeker het Energy Vanguard artikel.
Is een gezoneerd systeem geschikt voor u?
Wij zijn voorstander van gezoneerde systemen voor woningen als het HVAC-systeem tweetraps is of een variabele capaciteit heeft, en de ventilator een variabele snelheid heeft.
Daarnaast zijn ze nuttig als u:
Onbezette ruimtes: Delen van het huis zijn leeg voor lange, aaneengesloten perioden per dag of langer.
Temperatuurevenwicht: Sommige delen van uw huis zijn te warm of te koud. Bijvoorbeeld, in de zomer, als een eenzame thermostaat op de eerste verdieping van een huis met twee verdiepingen staat, zal de eerste verdieping comfortabel zijn en de bovenverdieping te warm. In de zomer wilt u misschien ook meer airconditioning in de keuken als de oven aan staat. In de winter wilt u misschien extra warmte naar andere delen van het huis als de thermostaat zich in de buurt van een open haard met een knapperend vuur bevindt. Zoning zorgt voor gerichte verwarming en koeling en minder totaal gebruik.
HVAC Zoning System Cost
Installatie van zonering apparatuur tijdens de bouw van een huis is veel eenvoudiger dan achteraf inbouwen, dus ook minder kostbaar. Hier zijn de kosten uitgesplitst:
- Multizone thermostaten:$ 130 tot $ 600 op basis van functies, zoals de vraag of het basisontwerp of heeft een full-color LCD-scherm, touchscreen of WiFi-functionaliteit.
- Zone bedieningspaneel:$115 tot $200 afhankelijk van de mogelijkheden.
- Zone sensoren:$28 tot $45.
- Power dempers:$85 tot $175 voor dempers voor ronde aftakkanalen; $150 tot $325 voor grote, rechthoekige dempers voor grote slurven.
- Bedrading:$50 tot $150 per systeem, afhankelijk van het aantal zones.
- Bevestigingsmiddelen, mastiek en tape voor het afdichten van kanalen:$35 tot $100+ voor de hele klus, afhankelijk van het aantal zones.
- Gereedschap en veiligheidsuitrusting:$60 tot $225 voor de klus, afhankelijk van de kwaliteit van het aangeschafte gereedschap.
Het totaal voor apparatuur is ongeveer $485 tot $725 voor een systeem met twee zones en stijgt met $150 tot $300 per extra zone.
Wij raden doe-het-zelf zonering niet aan, omdat het ervaring vereist om te weten welke kanaalafmetingen nodig zijn voor een goede luchtstroomcapaciteit, hoeveel zones compatibel zijn met uw HVAC-systeem en welke soorten dempers het beste aan uw behoeften zullen voldoen.
Deze tabel toont typische geïnstalleerde kosten voor populaire zoned systeemontwerpen.
| Aantal Zones | Nieuwbouw | Bestaande woning |
|---|---|---|
| Twee Zones | $1,500 tot $1.850 | $2.000 tot $2.500 |
| Drie Zones | $1,850 tot $2.100 | $2.200 tot $2.850 |
| Vier Zones | $2.000 tot $2.500 | $2.650 tot $3,300 |
| Extra zones | $225 tot $350 per zone | $335 tot $500 per zone |
HVAC voor twee-verdiepingen tellende woningen: HVAC Zoning vs Two Systems
Een eenvoudig ontwerp met twee zones is effectief voor veel woningen met twee verdiepingen waar de slaapkamers boven zijn en de keuken en woonvertrekken beneden.
Uw opties zijn een enkel HVAC-systeem verdeeld in twee zones, zoals we hebben besproken, of twee afzonderlijke HVAC-systemen, een voor elke verdieping van het huis.
Wanneer HVAC Zoning het beste is
#1 U bouwt een huis. Eén HVAC-systeem plus zoneringsapparatuur kost minder dan twee HVAC-systemen. Zie onze belangrijkste HVAC-systeemgids voor prijzen voor elk systeemtype ter vergelijking.
#2 Uw huidige HVAC-systeem heeft voldoende capaciteit: Als uw huis al is gebouwd en het HVAC-systeem genoeg warme en koele lucht maakt voor het huis, hebt u geen tweede systeem nodig. Voeg gewoon de zone-apparatuur toe.
Wanneer twee systemen het beste zijn
#1 Uw huidige HVAC-systeem heeft niet genoeg capaciteit. Draait uw systeem het grootste deel van de tijd, maar kan het niet voldoende koelen in de zomer of verwarmen in de winter? Het eerste wat u moet doen, is een HVAC-technicus laten controleren op veelvoorkomende problemen. Vuile filters kunnen de oorzaak zijn en zijn eenvoudig op te lossen. Een vuile oven of AC / warmtepomp spoelen ook verwarmen en koelen onvoldoende. Schoonmaken is ook een makkelijke oplossing. Vervolgens moeten de leidingen worden geïnspecteerd. Als het lekt, moet het worden afgedicht voor een optimale luchtstroom. Sommige leidingen zijn misschien niet goed gedimensioneerd, waardoor er te weinig lucht naar bepaalde delen van uw huis gaat. Deze reparaties kosten minder dan een compleet systeem.
Als u deze problemen niet heeft, kan een tweede HVAC-systeem de ideale oplossing zijn. Wij raden u aan twee zones te creëren door de leidingen naar de tweede zone permanent af te sluiten. Installeer vervolgens een mini-split ductless systeem voor de tweede zone. Zie onze mini-split HVAC-gids voor details over types, voor- en nadelen en kosten.
Zelfs in dit scenario kan het toevoegen van zonering aan het systeem werken. Als een HVAC-technicus bijvoorbeeld vaststelt dat uw huidige systeem 30% te klein is (een AC van 3 ton terwijl het een eenheid van 4 ton zou moeten zijn, bijvoorbeeld, of een oven van 60.000 BTU terwijl het een oven van 80K zou moeten zijn), dan is dit de oplossing voor zonering: Gebruik zonedempers om de totale verwarmings- en koelbehoefte met 30% te verminderen. Dit zal niet werken met een eenfasig systeem, maar het is mogelijk met gefaseerde HVAC. Zoals we al een paar keer hebben gezegd, is dit waar de input van een HVAC-professional die uw specifieke huis en systeem kan inspecteren u zal helpen de beste keuze te maken.
2 U bouwt een aanbouw of verbouwt garage/ zolderruimte: Uw huidige HVAC-systeem kan waarschijnlijk niet genoeg warmte of airconditioning maken voor de extra ruimte. Misschien heeft u ook gedoe met de installatie van kanalen. Voor uitbreidingen en verbouwingen is een conventioneel split-systeem zoals een warmtepomp en luchtbehandelingskast of een mini-split warmtepompsysteem geschikt.
Op de koop toe is een ruimteverwarmer een goede manier om een ruimte zoals een garage te verwarmen, lees onze Top Ruimteverwarmers (Beoordelingen en Koopgids) voor meer info.