हीटिंग: इन्फ्रारेड हीटिंग और हीट पंप का संयोजन

इन्फ्रारेड हीटिंग और हीट पंप का संयोजन संभव है और कुछ मामलों में फायदेमंद हो सकता है। इसके बारे में कुछ महत्वपूर्ण जानकारी इस प्रकार है:

इन्फ्रारेड हीटिंग कैसे काम करता है

इन्फ्रारेड हीटर इन्फ्रारेड विकिरण उत्सर्जित करके काम करते हैं, जो वस्तुओं और लोगों को सीधे गर्म करता है। हवा को गर्म करने वाले पारंपरिक हीटरों के विपरीत, इन्फ्रारेड हीटर कमरे की सतहों को गर्म करता है, जो फिर आसपास की हवा में गर्मी विकीर्ण करते हैं।

हीट पंप कैसे काम करता है

एक ऊष्मा पंप पर्यावरण (जैसे हवा, पानी या ज़मीन) से ऊर्जा का उपयोग करता है और उसे ऊष्मा में परिवर्तित करके किसी इमारत को गर्म करता है। यह ऊष्मा विनिमय के सिद्धांत पर काम करता है और इसका उपयोग शीतलन के लिए भी किया जा सकता है।

संयोजन के लाभ

इन्फ्रारेड हीटर को हीट पंप के साथ मिलाने से कई फायदे हो सकते हैं। चूँकि इन्फ्रारेड हीटर सीधी गर्मी छोड़ते हैं, इसलिए वे तुरंत आरामदायक गर्मी प्रदान कर सकते हैं। दूसरी ओर, हीट पंप कुशलता से काम करता है और गर्मी उत्पन्न करने के लिए नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करता है। साथ मिलकर, ये दोनों एक ऊर्जा-कुशल और आरामदायक हीटिंग समाधान प्रदान कर सकते हैं।

प्राथमिक ताप स्रोत के रूप में ऊष्मा पंप का उपयोग करना

ज़्यादातर मामलों में, ऊर्जा दक्षता के कारण हीट पंप को प्राथमिक ताप स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जाता है। इसके बाद, अतिरिक्त ताप प्रदान करने के लिए इन्फ्रारेड हीटिंग को एक अतिरिक्त ताप स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, खासकर उन कमरों में जहाँ कम इस्तेमाल होता है।

नियंत्रण और विनियमन

दोनों प्रणालियों के प्रभावी संयोजन के लिए सावधानीपूर्वक नियंत्रण और विनियमन आवश्यक है। ऐसी बुद्धिमान नियंत्रण प्रणालियाँ मौजूद हैं जो इष्टतम कमरे का तापमान प्राप्त करने और ऊर्जा बचाने के लिए हीट पंप और इन्फ्रारेड हीटिंग सिस्टम, दोनों का प्रबंधन कर सकती हैं।

हालाँकि, यह ध्यान रखना ज़रूरी है कि इन्फ्रारेड हीटिंग और हीट पंप का संयोजन कई कारकों पर निर्भर करता है, जैसे कि इमारत का इंसुलेशन, कमरे का आकार और व्यक्तिगत हीटिंग की ज़रूरतें। आपकी विशिष्ट स्थिति के लिए सबसे अच्छा समाधान खोजने के लिए विशेषज्ञों से पेशेवर सलाह लेने की सलाह दी जाती है।

ड्रेसडेन तकनीकी विश्वविद्यालय द्वारा किए गए अध्ययन "पीक लोड कवरेज के लिए इन्फ्रारेड हीटिंग सिस्टम का संभावित मूल्यांकन" में इन्फ्रारेड हीटिंग को मौजूदा आवासीय भवनों में अल्पावधि में जीवाश्म ईंधन की खपत कम करने और साथ ही भवन को हीट पंप के लिए तैयार करने के एक समाधान के रूप में पुष्टि की गई है। इसके परिणाम "आवासीय निर्माण में इन्फ्रारेड हीटिंग" सम्मेलन में प्रस्तुत किए जाएँगे।

जो गृहस्वामी मौजूदा घर में हीट पंप पर तुरंत स्विच नहीं कर सकते हैं - चाहे आपूर्ति की कठिनाइयों, उच्च निवेश लागतों, या इंस्टॉलर के पास समय की कमी के कारण - शुरुआत में जीवाश्म ईंधन पर अल्पावधि में बचत करने के लिए इन्फ्रारेड हीटिंग का उपयोग कर सकते हैं। बाद में, गृहस्वामी पुराने जल-आधारित हीटिंग सिस्टम को कम क्षमता वाले हीट पंप से बदल सकते हैं और इसे इन्फ्रारेड हीटिंग सिस्टम के साथ मिलकर संचालित कर सकते हैं। ड्रेसडेन तकनीकी विश्वविद्यालय के एक अध्ययन के अनुसार, यह दृष्टिकोण तकनीकी रूप से संभव है। गृहस्वामी पहले मौजूदा गैस हीटिंग सिस्टम के सिस्टम तापमान (प्रवाह तापमान) को कम करता है, इस प्रकार घर के केवल बेस लोड को कवर करता है। उच्च हीटिंग मांग - तथाकथित पीक लोड - को तेजी से काम करने वाले इन्फ्रारेड हीटरों से पूरा किया जा सकता है।

इस दृष्टिकोण और परिणामी ऊर्जा माँग की जाँच ड्रेसडेन तकनीकी विश्वविद्यालय में "पीक लोड कवरेज के लिए इन्फ्रारेड हीटिंग सिस्टम के संभावित आकलन" अध्ययन में की गई, जिसमें एक प्रतिनिधि एकल-परिवार वाले घर का उदाहरण लिया गया। इसके परिणाम सबसे पहले प्रो. डॉ.-इंजी. हैबिल द्वारा प्रस्तुत किए गए। जोआचिम सीफ़र्ट, टीयू ड्रेसडेन के ऊर्जा प्रौद्योगिकी संस्थान में भवन ऊर्जा प्रौद्योगिकी विभाग के प्रमुख, 11 मई, 2023 को वुर्जबर्ग में आयोजित "आवासीय निर्माण में इन्फ्रारेड हीटिंग" सम्मेलन में प्रस्तुत किए गए। वैज्ञानिक ने निष्कर्ष निकाला, "विद्युतीय इन्फ्रारेड हीटरों के साथ हीट पंप सिस्टम मौजूदा इमारतों के लिए एक तकनीकी विकल्प प्रस्तुत करते हैं। इस प्रणाली का संयोजन हीटिंग आवश्यकताओं और तापीय आराम, दोनों को सुनिश्चित कर सकता है।"

इन्फ्रारेड हीटिंग और हीट पंप का संयोजन

उद्योग संघ आईजी इन्फ्रारोट द्वारा कराए गए अध्ययन में, टीयू ड्रेसडेन के वैज्ञानिकों ने जांच की कि क्या उच्च प्रवाह तापमान वाली मौजूदा जल-आधारित हीटिंग प्रणाली को इन्फ्रारेड हीटर के साथ जोड़कर, कम तापमान वाले हीट पंप के साथ संचालन के लिए उपयुक्त बनाया जा सकता है।

जर्मनी में भवन स्टॉक का प्रतिनिधित्व करने के लिए, टीम ने 160 वर्ग मीटर गर्म उपयोग योग्य क्षेत्र और थर्मल इन्सुलेशन अध्यादेश 95 के अनुसार थर्मल इन्सुलेशन मानक वाले एकल-परिवार के घर को चुना।

मानक ताप भार 9.2 किलोवाट है, और विशिष्ट ताप भार 57.20 वाट प्रति वर्ग मीटर है। यह सिमुलेशन युग्मित भवन एवं संयंत्र सिमुलेशन सॉफ्टवेयर TRNSYS-TUD का उपयोग करके किया गया था।

सिमुलेशन में, मौजूदा इमारत में एक कम तापमान वाला गैस बॉयलर लगा है। ऊष्मा का स्थानांतरण रेडिएटर्स के माध्यम से होता है। इसके आधार पर, शोधकर्ताओं ने प्रवाह तापमान को कम करके मौजूदा गैस बॉयलर या रेडिएटर्स का उपयोग करके आधार तापमान बनाए रखने के लिए इन्फ्रारेड हीटिंग की क्षमता का प्रदर्शन किया।

अनियमित बुनियादी हीटिंग और विनियमित अवरक्त हीटिंग का संयोजन

विश्लेषण एक ऐसे क्रम में किया गया जो गृहस्वामियों के लिए व्यावहारिक प्रक्रियाओं को दर्शाता है। सबसे पहले, गैस हीटिंग सिस्टम का उपयोग करके इमारत को एक बुनियादी तापमान पर लाया गया। 70°C के प्रवाह तापमान और 55°C (ϑV/ϑR = 70°C/55°C) के वापसी तापमान पर संचालित एक हीटिंग सिस्टम से शुरुआत करते हुए, हीटिंग वक्र का अधिकतम तापमान 40°C के प्रवाह तापमान (ϑV) तक कम कर दिया गया, और ϑV/ϑR = 40/30 का हीटिंग वक्र निर्धारित किया गया। दस में से सात कमरों में, अब अनियमित रेडिएटर्स को बाद में इन्फ्रारेड हीटरों से पूरित किया गया है।

अगले चरण में, कम तापमान वाले बॉयलर को हवा से पानी बनाने वाले हीट पंप से बदल दिया गया। शोधकर्ताओं ने ऊष्मा स्थानांतरण प्रणाली, यानी रेडिएटर्स, या इन्सुलेशन मानक के आयामों में कोई बदलाव नहीं किया। इसके आधार पर, दोनों विकल्पों की तुलना की गई और आवश्यक अंतिम ऊर्जा माँग निर्धारित की गई। हर समय एक पूर्वापेक्षा यह थी कि संचालन के घंटों के दौरान तापीय आराम के मानदंड पूरे हों। चुने गए मापदंडों के साथ, इन्फ्रारेड हीटिंग सिस्टम आवश्यक ऊर्जा का 26 से 38 प्रतिशत तक कवर करता है।

प्रदर्शन घाटे की भरपाई इन्फ्रारेड हीटिंग द्वारा की जा सकती है।

टीयू ड्रेसडेन के वैज्ञानिकों ने अध्ययन के निष्कर्ष में लिखा, "परिणाम दर्शाते हैं कि परिणामी प्रदर्शन घाटे की भरपाई इन्फ्रारेड हीटिंग द्वारा की जा सकती है।" उन्होंने आगे कहा: "कुल मिलाकर, अध्ययन दर्शाता है कि जल-आधारित हीटिंग सिस्टम को इन्फ्रारेड हीटिंग से पूरक करके, उच्च तापमान के लिए डिज़ाइन किए गए मौजूदा हीटिंग सिस्टम का उपयोग हीटिंग सतहों को बदले बिना कम सिस्टम तापमान पर किया जा सकता है, और इसलिए यह हीट पंप के साथ संयोजन के लिए उपयुक्त है। विश्लेषणों से पता चला है कि मूल संस्करण की तुलना में, इस संयुक्त उपयोग से अंतिम ऊर्जा खपत 62% तक कम हो सकती है।" हालाँकि कम आधार तापमान पर अधिकतम भार को विभिन्न प्रणालियों द्वारा पूरा किया जा सकता है, "अपने कम प्रतिक्रिया समय के कारण इन्फ्रारेड हीटिंग इस उद्देश्य के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है।"

बचत का उपयोग फोटोवोल्टिक प्रणाली के लिए करें

आईजी इन्फ्रारेड जर्मनी के अध्यक्ष लार्स-हेनरिक वोस कहते हैं, "चूंकि इन्फ्रारेड हीटर सस्ते हैं, आसानी से उपलब्ध हैं और इन्हें कुछ ही घंटों में स्थापित किया जा सकता है, इसलिए इस दृष्टिकोण को घर के मालिकों द्वारा कम समय में और कम निवेश लागत के साथ लागू किया जा सकता है।"

अध्ययन से पता चलता है कि भवन आवरण के व्यापक नवीनीकरण और जल-आधारित ऊष्मा स्थानांतरण प्रणाली में संशोधन से बचा जा सकता है। इससे निवेश लागत में उल्लेखनीय कमी आती है और इस प्रकार मकान मालिकों पर वित्तीय बोझ कम होता है, साथ ही राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था को भी लाभ होता है, क्योंकि किसी सब्सिडी की आवश्यकता नहीं होती। आईजी इन्फ्रारेड के अध्यक्ष डर्क बोर्नहॉर्स्ट कहते हैं, "इस तरह से बचाई गई धनराशि का उपयोग एक बड़े फोटोवोल्टिक सिस्टम में प्रभावी ढंग से किया जा सकता है जिससे और भी अधिक जलवायु-अनुकूल सौर ऊर्जा उत्पन्न हो सके - न केवल अंतरिक्ष हीटिंग के लिए, बल्कि उपयोगकर्ताओं के लिए बिजली, गर्म पानी और ई-मोबिलिटी के लिए भी।"

स्रोत: प्रेस विज्ञप्ति 'इन्फ्रारेड हीटिंग हीट पंपों पर स्विच को तेज करता है'

एक अनियमित बुनियादी तापन प्रणाली और एक विनियमित इन्फ्रारेड तापन प्रणाली का संयोजन आमतौर पर संभव है। इस बारे में कुछ जानकारी इस प्रकार है:

अनियमित बुनियादी हीटिंग

एक अनियमित बुनियादी हीटिंग सिस्टम आमतौर पर एक पारंपरिक केंद्रीय हीटिंग सिस्टम को संदर्भित करता है जहाँ गर्मी रेडिएटर या अंडरफ्लोर हीटिंग के माध्यम से वितरित की जाती है। इस प्रकार के हीटिंग को अक्सर एक थर्मोस्टेट द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो कमरे के तापमान को मापता है और उसके अनुसार हीटिंग को चालू या बंद करता है।

नियंत्रित अवरक्त तापन

अनियमित बुनियादी हीटिंग के विपरीत, इन्फ्रारेड हीटिंग को आमतौर पर व्यक्तिगत रूप से और सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। आधुनिक इन्फ्रारेड हीटरों में एकीकृत थर्मोस्टैट और प्रोग्रामेबल नियंत्रण होते हैं जो कमरे के तापमान और हीटिंग समय को सटीक रूप से सेट करने की अनुमति देते हैं।

हीटिंग प्रणालियों का संयोजन

कुछ स्थितियों में, एक अनियमित मुख्य हीटिंग सिस्टम को एक विनियमित इन्फ्रारेड हीटर के साथ जोड़ना फायदेमंद हो सकता है। उदाहरण के लिए, मुख्य हीटिंग सिस्टम प्राथमिक ताप स्रोत के रूप में काम कर सकता है, जिससे कमरे का तापमान एक विशिष्ट न्यूनतम तापमान तक पहुँच जाता है। फिर इन्फ्रारेड हीटर को कमरे के विशिष्ट क्षेत्रों में अतिरिक्त आराम और लक्षित गर्मी प्रदान करने के लिए एक पूरक ताप स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

संयोजन के लाभ

एक मानक हीटिंग सिस्टम को इन्फ्रारेड हीटिंग के साथ मिलाकर, आप दोनों के फ़ायदे उठा सकते हैं। मानक हीटिंग सिस्टम कमरे को समान और सामान्य गर्मी प्रदान करता है, जबकि इन्फ्रारेड हीटिंग तेज़ प्रतिक्रिया समय और लक्षित गर्मी प्रदान करता है। यह उन कमरों में विशेष रूप से फ़ायदेमंद हो सकता है जिनका उपयोग कभी-कभार ही किया जाता है या जहाँ व्यक्तिगत हीटिंग प्राथमिकताएँ होती हैं।

नियंत्रण और विनियमन

दोनों हीटिंग सिस्टम को प्रभावी ढंग से संयोजित करने के लिए उपयुक्त नियंत्रणों का होना ज़रूरी है। आदर्श रूप से, इन्फ्रारेड हीटर में एक अलग नियंत्रण इकाई होनी चाहिए जिसे मुख्य हीटिंग सिस्टम से स्वतंत्र रूप से सेट किया जा सके। इससे आप इन्फ्रारेड हीटर के ताप उत्पादन को अपनी व्यक्तिगत आवश्यकताओं के अनुसार समायोजित कर सकते हैं और ऊर्जा की बचत कर सकते हैं।

कृपया ध्यान दें कि आपके भवन और हीटिंग सिस्टम की विशिष्ट आवश्यकताओं के संबंध में विशेषज्ञों से पेशेवर सलाह लेना उचित है। वे आपकी व्यक्तिगत स्थिति के लिए सर्वोत्तम संयोजन और नियंत्रण विकल्प चुनने में आपकी सहायता कर सकते हैं।