Vytápění: Kombinace infratopení a tepelného čerpadla

Kombinace infračerveného vytápění a tepelného čerpadla je možná a v některých případech může být i výhodná. Zde je několik důležitých informací o ní:

Jak funguje infračervené vytápění

Infračervené ohřívače fungují na principu vyzařování infračerveného záření, které přímo ohřívá předměty a osoby. Na rozdíl od běžných ohřívačů, které ohřívají vzduch, infračervený ohřívač ohřívá povrchy v místnosti, které pak vyzařují teplo do okolního vzduchu.

Jak funguje tepelné čerpadlo

Tepelné čerpadlo využívá energii z okolního prostředí (například ze vzduchu, vody nebo země) a přeměňuje ji na teplo pro vytápění budovy. Funguje na principu výměny tepla a lze jej také použít k chlazení.

Výhody kombinace

Kombinace infračerveného ohřívače s tepelným čerpadlem může nabídnout několik výhod. Protože infračervené ohřívače vyzařují přímé teplo, mohou rychle poskytnout příjemné teplo. Tepelné čerpadlo na druhou stranu pracuje efektivně a k výrobě tepla využívá obnovitelné zdroje energie. Společně mohou poskytnout energeticky úsporné a příjemné řešení vytápění.

Použití tepelného čerpadla jako primárního zdroje vytápění

Ve většině případů se tepelné čerpadlo používá jako primární zdroj vytápění díky své energetické účinnosti. Infračervené vytápění lze pak použít jako doplňkový zdroj vytápění pro rychlejší a přesnější zajištění dodatečného tepla, zejména v méně často používaných místnostech.

Řízení a regulace

Pro efektivní kombinaci obou systémů je nezbytná pečlivá regulace a řízení. Existují inteligentní řídicí systémy, které dokáží řídit tepelné čerpadlo i infračervený topný systém tak, aby bylo dosaženo optimální teploty v místnosti a úspora energie.

Je však důležité si uvědomit, že kombinace infračerveného vytápění a tepelného čerpadla závisí na různých faktorech, jako je izolace budovy, velikost místnosti a individuální potřeby vytápění. Pro nalezení nejlepšího řešení pro vaši konkrétní situaci doporučujeme odbornou radu od odborníků.

Studie „Posouzení potenciálu infračervených topných systémů pro pokrytí špičkového zatížení“ Technické univerzity v Drážďanech potvrzuje infračervené vytápění jako řešení pro krátkodobé snížení spotřeby fosilních paliv ve stávajících obytných budovách a zároveň pro přípravu budovy na tepelná čerpadla. Výsledky budou prezentovány na konferenci „Infračervené vytápění v bytové výstavbě“.

Každý, kdo nemůže rychle přejít na tepelné čerpadlo ve stávajícím domě – ať už kvůli potížím s dodáním, nadměrným investičním nákladům nebo nedostatku času instalatéra – může jako první krok k krátkodobé úspoře fosilních paliv využít infračervené vytápění. Později si pak může majitel domu nechat místo starého teplovodního vytápění nainstalovat tepelné čerpadlo s nižším výkonem a provozovat ho společně s infračerveným vytápěním. Tímto přístupem, který je podle studie Technické univerzity v Drážďanech technicky proveditelný, majitel domu nejprve sníží teplotu systému (teplotu výstupní vody) stávajícího plynového vytápění, a tím pokryje pouze základní zatížení v domě. Vyšší požadavky na teplo – tzv. špičkové zatížení – lze pokrýt pomocí rychle působících infračervených ohřívačů. Tím se snižuje spotřeba fosilních paliv a zároveň se v domě udržuje trvale příjemná teplota, aniž by bylo nutné provádět drahá a složitá rekonstrukční opatření, jako jsou nové radiátory, okna nebo izolace vnějších stěn.

Tento přístup a z něj vyplývající spotřeba energie byly zkoumány ve studii „Posouzení potenciálu infračervených topných systémů pro pokrytí špičkového zatížení“ na Technické univerzitě v Drážďanech na příkladu reprezentativního rodinného domu. Výsledky poprvé prezentoval prof. Dr.-Ing. habil. Joachim Seifert, vedoucí katedry energetických technologií budov na Ústavu energetických technologií TU Drážďany, na konferenci „Infračervené vytápění v bytové výstavbě“ 11. května 2023 ve Würzburgu. „Systémy tepelných čerpadel v kombinaci s elektrickými infračervenými ohřívači představují technologickou možnost pro stávající budovy. Tato systémová kombinace dokáže zajistit jak požadavky na vytápění, tak tepelný komfort,“ uzavřel vědec.

Kombinace infračerveného vytápění a tepelného čerpadla

Ve studii, kterou si nechala vypracovat průmyslová asociace IG Infrarot, vědci z Technické univerzity v Drážďanech zkoumali, zda lze stávající systém vytápění vodou s vysokými teplotami přívodu přizpůsobit pro provoz s nízkoteplotním tepelným čerpadlem jeho kombinací s infračerveným ohřívačem.

Pro reprezentativní reprezentaci stavebního fondu v Německu si tým vybral rodinný dům se 160 metry čtverečními vytápěné užitné plochy a splňujícím standard tepelné izolace dle vyhlášky o tepelné izolaci č. 95.

Standardní topné zatížení je 9,2 kilowattů a měrné topné zatížení je 57,20 wattů na metr čtvereční. Simulace byla provedena pomocí softwaru pro simulaci budov a zařízení TRNSYS-TUD.

V simulaci má stávající budova nízkoteplotní plynový kotel. Teplo je přenášeno radiátory. Na základě toho vědci snížili teplotu přívodu, aby demonstrovali potenciál infračerveného vytápění pro udržení základní teploty pomocí stávajícího plynového kotle nebo radiátorů.

Kombinace neregulovaného základního vytápění a regulovaného infračerveného vytápění

Analýza byla provedena v pořadí, které odráží praktické postupy pro majitele domů. Nejprve byla budova zahřáta na základní teplotu pomocí plynového topného systému. Počínaje topným systémem pracujícím s teplotou přívodu 70 °C a teplotou vratné vody 55 °C (ϑV/ϑR = 70 °C/55 °C) byla maximální teplota topné křivky snížena na teplotu přívodu (ϑV) 40 °C a byla nastavena topná křivka ϑV/ϑR = 40/30. V sedmi z deseti místností byly nyní neregulované radiátory následně doplněny infračervenými ohřívači.

V dalším kroku byl nízkoteplotní kotel nahrazen tepelným čerpadlem vzduch-voda. Výzkumníci neprovedli žádné změny v rozměrech systému přenosu tepla, tj. radiátorů, ani v normě izolace. Na základě toho byly obě možnosti porovnány a byla stanovena požadovaná konečná energetická náročnost. Předpokladem bylo vždy splnění kritérií tepelné pohody během provozních hodin. S vybranými parametry pokrývá infračervený topný systém 26 až 38 procent potřebné energie.

Nedostatky ve výkonu lze kompenzovat infračerveným vytápěním.

„Výsledky ukazují, že výsledný deficit výkonu lze kompenzovat infračerveným vytápěním,“ píší vědci z TU Dresden v závěru studie a dodávají: „Celkově studie ukazuje, že doplněním vodního topného systému o infračervené vytápění lze stávající topný systém určený pro vyšší teploty používat i s nízkými teplotami systému bez výměny topných ploch, a proto je vhodný pro kombinaci s tepelným čerpadlem. Analýzy ukázaly, že ve srovnání se základní variantou lze konečnou spotřebu energie tímto kombinovaným použitím snížit až o 62 %.“ Zatímco špičkové zatížení při snížené základní teplotě lze pokrýt různými systémy, „infračervené vytápění je pro tento účel obzvláště vhodné díky své krátké době odezvy.“

Využijte úspory pro fotovoltaický systém

„Vzhledem k tomu, že infračervené ohřívače jsou levné, snadno dostupné a lze je nainstalovat během několika hodin, mohou majitelé domů tento přístup implementovat v krátkém čase a s nízkými investičními náklady,“ říká Lars-Henric Voß, předseda IG Infrared Germany.

Studie ukazuje, že lze upustit od tzv. hloubkové renovace obvodového pláště budovy a úpravy systému přenosu tepla na bázi vody. To vede k výrazně nižším investičním nákladům a tím i k nižší finanční zátěži pro majitele domů. Zároveň to přináší ekonomickou úlevu, protože nejsou nutné žádné dotace. „Takto ušetřené peníze lze rozumně využít na větší fotovoltaický systém, který bude vyrábět ještě více ekologicky šetrné solární energie – nejen pro vytápění prostor, ale také pro elektřinu pro uživatele, ohřev teplé vody a elektromobilitu,“ dodává Dirk Bornhorst, člen představenstva IG Infrarot.

Zdroj: Tisková zpráva „Infračervené vytápění urychluje přechod na tepelná čerpadla“

Kombinace neregulovaného základního topného systému a regulovaného infračerveného topného systému je obecně možná. Zde je několik informací k tomuto tématu:

Neregulované základní vytápění

Neregulovaný základní systém vytápění se obvykle vztahuje k tradičnímu systému ústředního vytápění, kde je teplo distribuováno radiátory nebo podlahovým vytápěním. Tento typ vytápění je často řízen termostatem, který měří teplotu v místnosti a podle toho zapíná nebo vypíná vytápění.

Řízené infračervené vytápění

Na rozdíl od neregulovaného základního vytápění lze infračervené vytápění obvykle regulovat individuálně a přesně. Moderní infračervené ohřívače mají integrované termostaty a programovatelné ovládací prvky, které umožňují přesné nastavení teploty v místnosti a doby vytápění.

Kombinace topných systémů

Kombinace neregulovaného hlavního topného systému s regulovaným infračerveným ohřívačem může být v určitých situacích výhodná. Například hlavní topný systém by mohl sloužit jako primární zdroj tepla, který by v místnosti ohříval určitou minimální teplotu. Infračervený ohřívač by pak mohl být použit jako doplňkový zdroj tepla pro zajištění dodatečného komfortu a cíleného vytápění v určitých oblastech místnosti.

Výhody kombinace

Kombinací standardního topného systému s infračerveným vytápěním můžete využít výhod obou. Standardní topný systém zajišťuje rovnoměrné a celkové vytápění místnosti, zatímco infračervené vytápění nabízí rychlou odezvu a cílené vytápění. To může být obzvláště výhodné v místnostech, které se používají jen příležitostně nebo kde existují individuální preference vytápění.

Řízení a regulace

Pro efektivní kombinaci obou topných systémů je důležité mít vhodné ovládací prvky. V ideálním případě by infračervený ohřívač měl mít samostatnou řídicí jednotku, kterou lze nastavit nezávisle na hlavním topném systému. To vám umožní přizpůsobit tepelný výkon infračerveného ohřívače vašim individuálním potřebám a ušetřit energii.

Vezměte prosím na vědomí, že se doporučuje odborná konzultace s odborníky ohledně specifických požadavků vaší budovy a topného systému. Mohou vám pomoci najít nejlepší kombinace a možnosti regulace pro vaši individuální situaci.