Heizung: Kombination von Infrarotheizung und Wärmepumpe

Die Kombination von Infrarotheizung und Wärmepumpe ist möglich und kann in einigen Fällen vorteilhaft sein. Hier sind einige wichtige Informationen dazu:

Funktionsweise der Infrarotheizung

Infrarotheizungen arbeiten durch die Abgabe von Infrarotstrahlung, die Objekte und Personen direkt erwärmt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Heizungen, die die Luft erwärmen, erwärmt eine Infrarotheizung die Oberflächen im Raum, die dann Wärme an die umgebende Luft abgeben.

Funktionsweise der Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe nutzt Energie aus der Umgebung (wie Luft, Wasser oder Erde) und wandelt sie in Wärme um, um ein Gebäude zu heizen. Sie arbeitet nach dem Prinzip des Wärmeaustauschs und kann auch zum Kühlen verwendet werden.

Vorteile der Kombination

Die Kombination einer Infrarotheizung mit einer Wärmepumpe kann verschiedene Vorteile bieten. Da Infrarotheizungen direkte Wärme abgeben, können sie schnell für komfortable Wärme sorgen. Die Wärmepumpe hingegen arbeitet effizient und nutzt erneuerbare Energiequellen, um Wärme zu erzeugen. Zusammen können sie eine energieeffiziente und komfortable Heizlösung bieten.

Nutzung der Wärmepumpe als primäre Heizquelle

In den meisten Fällen wird die Wärmepumpe als primäre Heizquelle genutzt, da sie energieeffizient ist. Die Infrarotheizung kann dann als ergänzende Heizquelle verwendet werden, um schneller und gezielter zusätzliche Wärme bereitzustellen, insbesondere in Räumen, die weniger häufig genutzt werden.

Steuerung und Regelung

Eine sorgfältige Steuerung und Regelung ist wichtig, um die beiden Systeme effektiv zu kombinieren. Es gibt intelligente Regelungssysteme, die sowohl die Wärmepumpe als auch die Infrarotheizung steuern können, um eine optimale Raumtemperatur zu erreichen und Energie zu sparen.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Kombination von Infrarotheizung und Wärmepumpe von verschiedenen Faktoren abhängt, wie der Gebäudeisolierung, der Größe des Raums und den individuellen Heizbedürfnissen. Eine professionelle Beratung durch Fachleute ist ratsam, um die beste Lösung für Ihre spezifische Situation zu finden.

Die Studie „Potenzialbewertung von Infrarotheizungen als Spitzenlastabdeckung“ der Technischen Universität Dresden bestätigt Infrarotheizung als Lösung, um Verbrauch fossiler Energie in bestehenden Wohnhäusern kurzfristig zu reduzieren und das Gebäude gleichzeitig Wärmepumpen-ready zu machen ++ Vorstellung der Ergebnisse auf der Konferenz „Die Infrarotheizung im Wohnungsbau“

Wer in einem bestehenden Wohnhaus nicht schnell auf eine Wärmepumpe umsteigen kann – sei es aus Gründen von Lieferschwierigkeiten, zu hoher Investitionskosten oder Zeitmangel des Installateurs – kann im ersten Schritt eine Infrarotheizung nutzen, um kurzfristig fossile Brennstoffe einzusparen. Zu einem späteren Zeitpunkt kann der Hausbesitzer dann anstelle der alten wasserführenden Heizung eine Wärmepumpe mit kleinerer Leistung einbauen lassen und diese zusammen mit dem Infrarotheizsystem betreiben. Bei dieser Vorgehensweise, die laut der Studie der Technischen Universität Dresden technisch machbar ist, reduziert der Hausbesitzer zunächst die Systemtemperatur (Vorlauftemperatur) der bestehenden Gasheizung und deckt so nur noch die Grundlast im Wohnhaus. Höheren Wärmbedarf – die sogenannten Spitzenlasten – kann er mit schnell reagierenden Infrarotheizungen decken. Dadurch sinkt der Verbrauch von fossilen Brennstoffen, während es im Haus gleichbleibend behaglich bleibt, ohne dass teure und aufwändige Sanierungsmaßnahmen wie neue Heizkörper, Fenster oder Dämmung der Außenwände nötig sind.

Dieses Vorgehen und der dadurch resultierende Energiebedarf wurden in der Studie „Potenzialbewertung von Infrarotheizungen als Spitzenlastabdeckung“ an der Technischen Universität Dresden am Beispiel eines repräsentativen Einfamilienhauses untersucht. Die Ergebnisse hat Prof. Dr.-Ing. habil. Joachim Seifert, Bereichsleiter Gebäudeenergietechnik am Institut für Energietechnik an der TU Dresden, auf der Konferenz „Die Infrarotheizung im Wohnungsbau“ am 11. Mai 2023 in Würzburg erstmals vorgestellt. „Wärmepumpensysteme in Kombination mit elektrischen Infrarotheizungen stellen eine technologische Option für den Altbaubereich dar. Die Erfüllung der Heizaufgabe und der thermischen Behaglichkeit kann mit dieser Systemkombination gewährleistet werden“, lautet das Fazit des Wissenschaftlers.

Kombination von Infrarotheizung und Wärmepumpe

In der von dem Branchenverband IG Infrarot beauftragten Studie untersuchten die Wissenschaftler der TU Dresden, ob ein vorhandenes wasserführendes Heizsystem mit hohen Vorlauftemperaturen durch die Kombination mit einer Infrarotheizung für den Betrieb mit einer Wärmepumpe mit niedrigen Temperaturen ertüchtigt werden kann.

Um den Gebäudebestand in Deutschland repräsentativ abzubilden, wählte das Team ein Einfamilienhaus mit 160 Quadratmetern beheizter Nutzfläche und einem Wärmedämmstandard nach Wärmeschutzverordnung 95.

Die Norm-Heizlast liegt bei 9,2 Kilowatt, die spezifische Heizlast beträgt 57,20 Watt je Quadratmeter. Die Simulation erfolgte mit der gekoppelten Gebäude- und Anlagesimulation TRNSYS-TUD.

In der Simulation hat das Bestandsgebäude einen Gas-Niedertemperaturkessel. Die Wärmeübergabe erfolgt durch Heizkörper. Davon ausgehend, reduzierten die Wissenschaftler die Vorlauftemperatur, um Potenziale der Infrarotheizung bei einer Grundtemperierung mit der bestehenden Gasheizung beziehungsweise den Heizkörpern aufzuzeigen.

Kombination aus ungeregelter Grundbeheizung und geregelter Infrarotheizung

Die Analyse erfolgte in einer Reihenfolge, wie sie in der Praxis bei Hausbesitzern erfolgen kann. Zunächst wird das Gebäude mit der Gasheizung grundtemperiert. Ausgehend von dem Heizsystem mit 70°C Vorlauftemperatur und 55°C Rücklauftemperatur (ϑV/ϑR = 70°C/55°C) wurde die Maximaltemperatur der Heizkurve auf eine Vorlauftemperatur (ϑV) von 40°C abgesenkt und eine Heizkurve von ϑV/ϑR = 40/30 eingestellt. In sieben von zehn Räumen werden die nun ungeregelten Heizkörper fortan durch Infrarotheizungen unterstützt.

Im nächsten Schritt wurde der Niedertemperaturkessel durch eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ersetzt. An der Dimensionierung des Wärmeübergabesystems, also der Heizkörper, sowie am Dämmstandard nahmen die Wissenschaftler keine Änderungen vor. Auf dieser Basis wurden anschließend die Varianten verglichen und der benötigte Endenergiebedarf ermittelt. Voraussetzung zu jeder Zeit war, dass Kriterien für die thermische Behaglichkeit während der Nutzungszeiten eingehalten werden. Mit den gewählten Parametern deckt die Infrarotheizung den Nutzenergieaufwand anteilig in einem Bereich von 26 bis 38 Prozent.

Leistungsdefizit kann durch die Infrarotheizung kompensiert werden

„Die Ergebnisse zeigen, dass das entstehende Leistungsdefizit durch die Infrarotheizung kompensiert werden kann“, schreiben die Wissenschaftler der TU Dresden im Fazit der Studie und weiterhin: „Insgesamt zeigt die Studie, dass durch die Ergänzung eines wasserbasierten Heizsystems mit einer Infrarotheizung ein vorhandenes, für höhere Temperaturen ausgelegtes Heizsystem ohne Austausch der Heizflächen mit niedrigen Systemtemperaturen verwendet werden kann und sich somit gut für eine Kombination mit einer Wärmepumpe eignet. Die Analysen haben gezeigt, dass im Vergleich zur Basisvariante die Endenergie um bis zu 62% durch diesen kombinierten Einsatz reduziert werden kann.“ Zwar könne die Deckung der Spitzenlasten bei abgesenkter Grundtemperatur mit unterschiedlichen Systemen erfolgen. „Die Infrarotheizung eignet sich durch die kurzen Reaktionszeiten hierfür jedoch besonders gut.“

Einsparung für Photovoltaikanlage nutzen

Da Infrarotheizungen kostengünstig, verfügbar und in wenigen Stunden installiert sind, kann diese Vorgehensweise kurzfristig und mit niedrigen Investitionskosten von Hausbesitzern umgesetzt werden“, sagt Lars-Henric Voß, 1. Vorsitzender der IG Infrarot Deutschland.

Die Studie zeige, dass auf eine sogenannte tiefe Sanierung der Gebäudehülle und Veränderung des wasserführenden Wärmeübergabesystems verzichtet werden könne. Dies führe zu wesentlich niedrigeren Investitionskosten und somit zu einer geringeren finanziellen Belastung der Hausbesitzer und auch volkswirtschaftlich zu einer Entlastung, da keine Förderung nötig sei. „Das Geld, das so eingespart wird, kann sinnvoll für eine größere Photovoltaikanlage genutzt werden, um noch mehr klimaschonenden Solarstrom zu erzeugen – und das nicht nur für die Raumwärme, sondern auch für den Nutzerstrom, das warme Wasser und E-Mobilität“, ergänzt Dirk Bornhorst, Vorstand der IG Infrarot.

Quelle: Pressemitteilung ‚Infrarotheizung beschleunigt Umstieg auf Wärmepumpe‘

Eine Kombination aus einer ungeregelten Grundbeheizung und einer geregelter Infrarotheizung ist grundsätzlich möglich. Hier sind einige Informationen dazu:

Ungeregelte Grundbeheizung

Eine ungeregelte Grundbeheizung bezieht sich in der Regel auf eine traditionelle Zentralheizung, bei der die Wärmeabgabe durch Heizkörper oder Fußbodenheizungen erfolgt. Diese Art der Beheizung wird oft über einen Thermostat gesteuert, der die Temperatur im Raum misst und die Heizung entsprechend ein- oder ausschaltet.

Geregelte Infrarotheizung

Im Gegensatz zur ungeregelten Grundbeheizung kann eine Infrarotheizung in der Regel individuell und präzise gesteuert werden. Moderne Infrarotheizungen verfügen über integrierte Thermostate und programmierbare Steuerungen, mit denen die Temperatur im Raum und die Heizzeiten genau eingestellt werden können.

Kombination der Heizungssysteme

Die Kombination einer ungeregelten Grundbeheizung mit einer geregelter Infrarotheizung kann in bestimmten Situationen sinnvoll sein. Zum Beispiel könnte die Grundbeheizung als primäre Heizquelle dienen, die den Raum auf eine bestimmte Mindesttemperatur bringt. Die Infrarotheizung könnte dann als zusätzliche Heizquelle verwendet werden, um zusätzlichen Komfort und gezielte Wärme in bestimmten Bereichen des Raumes zu bieten.

Vorteile der Kombination

Durch die Kombination von Grundbeheizung und Infrarotheizung können Sie die Vorteile beider Systeme nutzen. Die Grundbeheizung sorgt für eine gleichmäßige und allgemeine Erwärmung des Raumes, während die Infrarotheizung eine schnelle Reaktionszeit und gezielte Erwärmung bietet. Dies kann besonders in Räumen von Vorteil sein, die nur zeitweise genutzt werden oder in denen individuelle Wärmepräferenzen bestehen.

Steuerung und Regelung

Es ist wichtig, über eine geeignete Steuerung und Regelung zu verfügen, um die beiden Heizungssysteme effektiv zu kombinieren. Idealerweise sollte die Infrarotheizung über eine separate Steuerung verfügen, die unabhängig von der Grundbeheizung eingestellt werden kann. Dadurch können Sie die Wärmeabgabe der Infrarotheizung an Ihre individuellen Bedürfnisse anpassen und Energie sparen.

Bitte beachten Sie, dass eine professionelle Beratung durch Fachleute in Bezug auf die spezifischen Anforderungen Ihres Gebäudes und Ihrer Heizungsanlage empfohlen wird. Sie können Ihnen helfen, die beste Kombination und Steuerungsoptionen für Ihre individuelle Situation zu finden.