חימום: שילוב של חימום אינפרא אדום ומשאבת חום

שילוב של חימום אינפרא אדום ומשאבת חום אפשרי ויכול להיות יתרון במקרים מסוימים. הנה מידע חשוב בנושא:

כיצד פועל חימום אינפרא אדום

תנורי חימום אינפרא אדום פועלים על ידי פליטת קרינה אינפרא אדומה, המחממת ישירות חפצים ואנשים. בניגוד לתנורי חימום קונבנציונליים המחממים את האוויר, תנור חימום אינפרא אדום מחמם את המשטחים בחדר, אשר לאחר מכן מקרינים חום לאוויר שמסביב.

כיצד פועלת משאבת החום

משאבת חום משתמשת באנרגיה מהסביבה (כגון אוויר, מים או קרקע) והופכת אותה לחום לחימום בניין. היא פועלת על עקרון חילופי חום וניתן להשתמש בה גם לקירור.

יתרונות השילוב

שילוב של תנור אינפרא אדום עם משאבת חום יכול להציע מספר יתרונות. מכיוון שתנורי אינפרא אדום פולטים חום ישיר, הם יכולים לספק חום נוח במהירות. משאבת החום, לעומת זאת, פועלת ביעילות ומשתמשת במקורות אנרגיה מתחדשים לייצור חום. יחד, הם יכולים לספק פתרון חימום נוח וחסכוני באנרגיה.

שימוש במשאבת חום כמקור חימום עיקרי

ברוב המקרים, משאבת החום משמשת כמקור החימום העיקרי בשל יעילותה האנרגטית. לאחר מכן ניתן להשתמש בחימום אינפרא אדום כמקור חימום משלים כדי לספק חום נוסף במהירות ובדייקנות רבה יותר, במיוחד בחדרים שנמצאים בשימוש בתדירות נמוכה יותר.

בקרה ורגולציה

בקרה וויסות קפדניים חיוניים לשילוב יעיל בין שתי המערכות. קיימות מערכות בקרה חכמות שיכולות לנהל הן את משאבת החום והן את מערכת החימום האינפרא אדום כדי להשיג טמפרטורת חדר אופטימלית ולחסוך באנרגיה.

עם זאת, חשוב לציין כי השילוב של חימום אינפרא אדום ומשאבת חום תלוי בגורמים שונים, כגון בידוד המבנה, גודל החדר וצורכי החימום האישיים. מומלץ לקבל ייעוץ מקצועי ממומחים כדי למצוא את הפתרון הטוב ביותר למצבכם הספציפי.

המחקר "הערכת פוטנציאל של מערכות חימום אינפרא אדום לכיסוי עומס שיא" של האוניברסיטה הטכנית של דרזדן מאשר את השימוש בחימום אינפרא אדום כפתרון להפחתת צריכת דלקים מאובנים בבנייני מגורים קיימים בטווח הקצר ובמקביל להכנת הבניין למשאבות חום. התוצאות יוצגו בכנס "חימום אינפרא אדום בבנייה למגורים".

בעלי בתים שאינם יכולים לעבור במהירות למשאבת חום בבית קיים - בין אם עקב קשיי אספקה, עלויות השקעה גבוהות או חוסר זמן של המתקין - יכולים בתחילה להשתמש בחימום אינפרא אדום כדי לחסוך בדלקים מאובנים בטווח הקצר. בהמשך, בעל הבית יכול להחליף את מערכת החימום הישנה על בסיס מים במשאבת חום בעלת קיבולת קטנה יותר ולהפעיל אותה בשילוב עם מערכת החימום האינפרא אדום. על פי מחקר של האוניברסיטה הטכנית של דרזדן, גישה זו אפשרית מבחינה טכנית. בעל הבית מוריד תחילה את טמפרטורת המערכת (טמפרטורת הזרימה) של מערכת חימום הגז הקיימת, ובכך מכסה רק את עומס הבסיס של הבית. ניתן לענות על דרישות חימום גבוהות יותר - מה שנקרא עומסי שיא - באמצעות תנורי אינפרא אדום בעלי פעולה מהירה. זה מפחית את צריכת הדלקים המאובנים תוך שמירה על טמפרטורה נוחה באופן עקבי בבית, ללא צורך בשיפוצים יקרים ומורכבים כגון רדיאטורים חדשים, חלונות או בידוד קירות חיצוניים.

גישה זו וביקוש האנרגיה הנובע ממנה נחקרו במחקר "הערכת פוטנציאל של מערכות חימום אינפרא אדום לכיסוי עומס שיא" באוניברסיטה הטכנית של דרזדן, תוך שימוש בבית פרטי מייצג כדוגמה. התוצאות הוצגו לראשונה על ידי פרופ' ד"ר אינג' הבילי יואכים זייפרט, ראש המחלקה לטכנולוגיית אנרגיה של מבנים במכון לטכנולוגיית אנרגיה באוניברסיטת ט.נ. דרזדן, בכנס "חימום אינפרא אדום בבנייה למגורים" ב-11 במאי 2023, בווירצבורג. "מערכות משאבות חום בשילוב עם תנורי חימום אינפרא אדום חשמליים מייצגות אופציה טכנולוגית עבור מבנים קיימים. שילוב מערכות זה יכול להבטיח הן את דרישות החימום והן את הנוחות התרמית", סיכם המדען.

שילוב של חימום אינפרא אדום ומשאבת חום

במחקר שהוזמן על ידי איגוד התעשייה IG Infrarot, מדענים מאוניברסיטת טנסי דרזדן חקרו האם ניתן להתאים מערכת חימום קיימת על בסיס מים עם טמפרטורות זרימה גבוהות להפעלה עם משאבת חום בטמפרטורה נמוכה על ידי שילובה עם תנור אינפרא אדום.

כדי לייצג את מלאי הבניינים בגרמניה בצורה מייצגת, הצוות בחר בית חד-משפחתי עם 160 מטרים רבועים של שטח שימושי מחומם ותקני בידוד תרמי בהתאם לתקנת הבידוד התרמי 95.

עומס החימום הסטנדרטי הוא 9.2 קילוואט, ועומס החימום הסגולי הוא 57.20 וואט למטר מרובע. הסימולציה בוצעה באמצעות תוכנת הסימולציה המשולבת של מבנה ומפעל TRNSYS-TUD.

בסימולציה, בבניין הקיים יש דוד גז בטמפרטורה נמוכה. החום מועבר דרך רדיאטורים. בהתבסס על כך, החוקרים הפחיתו את טמפרטורת הזרימה כדי להדגים את הפוטנציאל של חימום אינפרא אדום לשמירה על טמפרטורת בסיס באמצעות דוד הגז או הרדיאטורים הקיימים.

שילוב של חימום בסיסי לא מווסת וחימום אינפרא אדום מווסת

הניתוח נערך ברצף המשקף נהלים מעשיים עבור בעלי בתים. ראשית, הבניין הועלה לטמפרטורה בסיסית באמצעות מערכת חימום בגז. החל ממערכת חימום הפועלת בטמפרטורת זרימה של 70°C וטמפרטורת החזרה של 55°C (ϑV/ϑR = 70°C/55°C), הטמפרטורה המקסימלית של עקומת החימום הופחתה לטמפרטורת זרימה (ϑV) של 40°C, ונקבעה עקומת חימום של ϑV/ϑR = 40/30. בשבעה מתוך עשרה חדרים, הרדיאטורים שאינם מווסתים כעת משלימים לאחר מכן בתנורי אינפרא אדום.

בשלב הבא, הדוד בעל הטמפרטורה הנמוכה הוחלף במשאבת חום אוויר-מים. החוקרים לא ביצעו שינויים במידות מערכת העברת החום, כלומר, ברדיאטורים, או בתקן הבידוד. על סמך זה, הושוו שתי האפשרויות ונקבעה צריכת האנרגיה הסופית הנדרשת. תנאי מוקדם בכל עת היה עמידה בקריטריונים לנוחות תרמית במהלך שעות הפעילות. עם הפרמטרים שנבחרו, מערכת החימום האינפרא אדום מכסה בין 26 ל-38 אחוז מהאנרגיה הנדרשת.

ניתן לפצות על ליקויי ביצועים באמצעות חימום אינפרא אדום.

"התוצאות מראות כי ניתן לפצות על הגירעון בביצועים שנוצר באמצעות חימום אינפרא אדום", כותבים המדענים מאוניברסיטת דרזדן, TU דרזדן, במסקנה של המחקר, ומוסיפים: "בסך הכל, המחקר מראה שעל ידי השלמת מערכת חימום מבוססת מים עם חימום אינפרא אדום, ניתן להשתמש במערכת חימום קיימת המיועדת לטמפרטורות גבוהות יותר עם טמפרטורות מערכת נמוכות מבלי להחליף את משטחי החימום, ולכן מתאימה היטב לשילוב עם משאבת חום. הניתוחים הראו כי בהשוואה לגרסה הבסיסית, ניתן להפחית את צריכת האנרגיה הסופית עד 62% באמצעות שימוש משולב זה." בעוד שעומסי שיא בטמפרטורת בסיס נמוכה יותר ניתנים לכיבוי על ידי מערכות שונות, "חימום אינפרא אדום מתאים במיוחד למטרה זו בשל זמני התגובה הקצרים שלו."

השתמשו בחסכון עבור מערכת פוטו-וולטאית

"מכיוון שתנורי אינפרא אדום זולים, זמינים בקלות וניתנים להתקנה תוך שעות ספורות, בעלי בתים יכולים ליישם גישה זו בהתראה קצרה ובעלויות השקעה נמוכות", אומר לארס-הנריק וו, יו"ר IG Infrared גרמניה.

המחקר מראה כי ניתן להימנע משיפוץ מקיף של מעטפת הבניין ושינוי מערכת העברת החום על בסיס מים. זה מוביל לעלויות השקעה נמוכות משמעותית וכך להפחתת הנטל הכספי על בעלי הבתים, כמו גם לתועלת לכלכלה הלאומית, מכיוון שלא נדרשים סובסידיות. "הכסף שנחסך בדרך זו יכול לשמש ביעילות למערכת פוטו-וולטאית גדולה יותר כדי לייצר אנרגיה סולארית ידידותית עוד יותר לאקלים - לא רק לחימום חללים, אלא גם לחשמל למשתמשים, מים חמים וניידות חשמלית", מוסיף דירק בורנהורסט, יו"ר IG Infrared.

מקור: הודעה לעיתונות 'חימום אינפרא אדום מאיץ את המעבר למשאבות חום'

שילוב של מערכת חימום בסיסית לא מווסתת ומערכת חימום אינפרא אדום מווסתת אפשרי בדרך כלל. הנה קצת מידע בנושא:

חימום בסיסי לא מבוקר

מערכת חימום בסיסית לא מווסתת מתייחסת בדרך כלל למערכת חימום מרכזית מסורתית שבה החום מופץ דרך רדיאטורים או חימום תת רצפתי. סוג חימום זה נשלט לרוב על ידי תרמוסטט המודד את טמפרטורת החדר ומפעיל או מכבה את החימום בהתאם.

חימום אינפרא אדום מבוקר

בניגוד לחימום בסיסי לא מבוקר, חימום אינפרא אדום בדרך כלל ניתן לשלוט בו באופן פרטני ומדויק. תנורי אינפרא אדום מודרניים כוללים תרמוסטטים משולבים ובקרות ניתנות לתכנות המאפשרות לכוון במדויק את טמפרטורת החדר ואת זמני החימום.

שילוב של מערכות חימום

שילוב של מערכת חימום ראשית לא מווסתת עם תנור אינפרא אדום מווסת יכול להיות יתרון במצבים מסוימים. לדוגמה, מערכת החימום הראשית יכולה לשמש כמקור חום עיקרי, ולהעלות את החדר לטמפרטורה מינימלית מסוימת. לאחר מכן ניתן להשתמש בתנור האינפרא אדום כמקור חום משלים כדי לספק נוחות נוספת וחום ממוקד באזורים ספציפיים בחדר.

יתרונות השילוב

על ידי שילוב מערכת חימום סטנדרטית עם חימום אינפרא אדום, תוכלו ליהנות מהיתרונות של שניהם. מערכת החימום הסטנדרטית מספקת חום אחיד וכללי לחדר, בעוד שחימום אינפרא אדום מציע זמן תגובה מהיר וחום ממוקד. זה יכול להיות יתרון במיוחד בחדרים שנמצאים בשימוש מדי פעם בלבד או שבהם קיימות העדפות חימום אישיות.

בקרה ורגולציה

חשוב שיהיו בקרים מתאימים כדי לשלב ביעילות את שתי מערכות החימום. באופן אידיאלי, לתנור האינפרא אדום צריכה להיות יחידת בקרה נפרדת שניתן להגדיר באופן עצמאי ממערכת החימום הראשית. זה מאפשר לך להתאים את תפוקת החום של תנור האינפרא אדום לצרכים האישיים שלך ולחסוך באנרגיה.

שימו לב כי מומלץ לקבל ייעוץ מקצועי ממומחים בנוגע לדרישות הספציפיות של הבניין ומערכת החימום שלכם. הם יכולים לעזור לכם למצוא את אפשרויות השילוב והבקרה הטובות ביותר עבור מצבכם האישי.