暖房：赤外線暖房とヒートポンプの組み合わせ

赤外線加熱とヒートポンプの組み合わせが可能であり、場合によっては有利になる場合があります。 それに関する重要な情報を次に示します。

赤外線加熱の仕組み

赤外線ヒーターは、物体や人を直接加熱する赤外線放射によって機能します。 空気を加熱する従来のヒーターとは異なり、赤外線ヒーターは室内の表面を加熱し、周囲の空気に熱を放出します。

ヒートポンプの仕組み

ヒート ポンプは、環境 (空気、水、大地など) からのエネルギーを使用し、それを熱に変換して建物を暖房します。 熱交換の原理で動作し、冷却にも使用できます。

組み合わせの利点

赤外線ヒーターとヒートポンプを組み合わせることで、さまざまなメリットが得られます。 赤外線ヒーターは直接熱を発するので、すぐに心地よい暖かさが得られます。 一方、ヒートポンプは効率的に動作し、再生可能エネルギー源を使用して熱を生成します。 これらを組み合わせることで、エネルギー効率が高く快適な暖房ソリューションを提供できます。

ヒートポンプを主熱源として使用する

ほとんどの場合、ヒートポンプはエネルギー効率が高いため、主な加熱源として使用されます。 赤外線ヒーターを補助加熱源として使用すると、特に使用頻度が低い部屋で、より迅速かつ的を絞った方法で追加の熱を提供できます。

制御と規制

2 つのシステムを効果的に組み合わせるには、慎重な制御と規制が重要です。 ヒートポンプと赤外線ヒーターの両方を制御して最適な室温を実現し、エネルギーを節約できるインテリジェントな制御システムがあります。

ただし、赤外線暖房とヒートポンプの組み合わせは、建物の断熱材、部屋の広さ、個々の暖房のニーズなどのさまざまな要因に依存することに注意することが重要です。 特定の状況に最適な解決策を見つけるには、専門家からの専門的なアドバイスをお勧めします。

ドレスデン工科大学の研究「ピーク負荷をカバーする赤外線加熱の可能性の評価」では、赤外線加熱が既存の住宅の化石エネルギーの消費を短期的に削減し、同時に建物の暖房を強化する解決策であることが確認されています。ポンプ対応++ 学会「住宅建築における赤外線暖房」での成果発表

配送の問題、高額な投資コスト、設置者の時間不足などの理由で、既存の住宅でヒートポンプにすぐに切り替えることができない人は、化石燃料を節約するための最初のステップとして赤外線ヒーターを使用できます。短期的には。 後日、住宅所有者は古い水伝導ヒーターの代わりに出力の低いヒートポンプを設置し、赤外線暖房システムと併用して運転することができます。 ドレスデン工科大学の研究によれば技術的に実現可能であるこのアプローチでは、住宅所有者はまず既存のガス暖房システムのシステム温度（流動温度）を下げ、住宅内のベースロードのみをカバーします。 より高い加熱要件、いわゆるピーク負荷は、迅速に反応する赤外線ヒーターでカバーできます。 これにより、化石燃料の消費量が削減され、新しいラジエーター、窓、外壁の断熱など、高価で複雑な改修措置を必要とせずに、家が快適なままになります。

このアプローチとその結果として必要なエネルギーは、ドレスデン工科大学の「ピーク負荷をカバーするための赤外線暖房の可能性の評価」という研究で、代表的な一戸建て住宅の例を使用して検討されました。 結果は、Dr.-Ing 教授によって発表されました。 ハビル。 ドレスデン工科大学エネルギー技術研究所建築エネルギー技術部門責任者のヨアヒム・ザイフェルト氏は、2023年5月11日にヴュルツブルクで開催された「住宅建設における赤外線暖房」会議で初めてこの技術を発表した。 「ヒートポンプシステムと電気赤外線ヒーターの組み合わせは、古い建物にとって技術的な選択肢となります。このシステムの組み合わせにより、暖房タスクの達成と温熱快適性が保証されます。」と科学者の結論は述べています。

赤外線加熱とヒートポンプの組み合わせ

業界団体 IG 赤外線から委託された研究で、ドレスデン工科大学の科学者らは、流量温度が高い既存の水伝導加熱システムを、赤外線ヒーターと組み合わせることで、低温でヒートポンプで動作するようにアップグレードできるかどうかを検討しました。

ドイツの既存の建築ストックを代表するために、チームは 160 平方メートルの暖房使用可能スペースと断熱条例 95 に準拠した断熱基準を備えた一戸建て住宅を選択しました。

標準暖房負荷は 9.2 キロワット、特定暖房負荷は 1 平方メートルあたり 57.20 ワットです。 シミュレーションは建物・システム連成シミュレーションTRNSYS-TUDを用いて実施しました。

シミュレーションでは、既存建物に低温ガスボイラーを設置しています。 熱はラジエーターを介して伝達されます。 これに基づいて、科学者らは、既存のガス加熱またはラジエーターを使用した基本的な温度制御による赤外線加熱の可能性を実証するために、流れの温度を下げました。

制御されていない基本加熱と制御された赤外線加熱の組み合わせ

分析は、住宅所有者が実際に実行できる順序で実行されました。 まず、建物の基本温度はガス暖房を使用して制御されます。 流れ温度 70°C、戻り温度 55°C (θV/θR = 70°C/55°C) の加熱システムから開始し、加熱曲線の最高温度は流れ温度 (θV) まで低下しました。 ) 40°C、加熱曲線 θV/θR = 40/30 セット。 10 室のうち 7 室では、現在は規制されていないラジエーターが赤外線ヒーターでサポートされることになります。

次のステップでは、低温ボイラーを空気水ヒートポンプに置き換えました。 科学者らは、熱伝達システム、つまりラジエーターの寸法や断熱規格に変更を加えませんでした。 これに基づいて、バリアントが比較され、必要な最終エネルギーが決定されました。 常に前提条件は、使用中に熱的快適性の基準が遵守されることでした。 選択したパラメーターを使用すると、赤外線加熱は 26 ～ 38 パーセントの範囲で有効なエネルギー消費を比例的にカバーします。

パフォーマンスの欠陥は赤外線加熱によって補うことができます

ドレスデン工科大の科学者らは研究の結論で、「結果は、結果として生じる性能の不足が赤外線加熱によって補えることを示している」と述べ、さらに次のように続けている。高温用に設計された既存の赤外線ヒーターは、加熱面を交換することなく低いシステム温度で使用できるため、ヒートポンプとの組み合わせに最適です。 分析の結果、基本バージョンと比較して、この組み合わせ使用により最終エネルギーを最大 62% 削減できることがわかりました。」 ピーク負荷は、ベース温度を下げてさまざまなシステムでカバーできます。 「ただし、赤外線加熱は応答時間が短いため、この目的には特に適しています。」

貯蓄を太陽光発電システムに活用する

赤外線ヒーターは安価で入手可能で、わずか数時間で設置できるため、このアプローチは住宅所有者がすぐに、低い投資コストで導入できます」とIG Infrared Germanyの初代会長、ラース・ヘンリック・フォス氏は述べています。

この研究は、建物外壁のいわゆる大規模改修と水伝導熱伝達システムの変更を省略できることを示しています。 これにより、投資コストが大幅に削減され、住宅所有者の経済的負担が軽減され、また補助金が必要ないため経済的軽減にもつながります。 「この方法で節約された資金は、より気候に優しい太陽光発電を生成するための大規模な太陽光発電システムに賢明に使用できます。また、部屋の暖房だけでなく、ユーザーの電力、温水、および電子モビリティにも使用できます。」とダーク・ボーンホルスト氏は付け加えます。 , IG Infraredの取締役。

出典：プレスリリース「赤外線加熱が加速し、ヒートポンプへのスイッチ」

一般に、調整されていない基本加熱と調整された赤外線加熱の組み合わせが可能です。 それに関する情報は次のとおりです。

規制されていない基本暖房

規制されていない基礎暖房とは、通常、ラジエーターまたは床暖房によって熱が供給される従来のセントラル ヒーティングを指します。 このタイプの暖房は、室内の温度を測定し、それに応じて暖房のオン/オフを切り替えるサーモスタットによって制御されることがよくあります。

調整された赤外線加熱

調整されていない基本的な加熱とは対照的に、赤外線加熱は通常、個別かつ正確に制御できます。 最新の赤外線ヒーターには、サーモスタットとプログラム可能な制御装置が組み込まれており、室内の温度と加熱時間を正確に設定するために使用できます。

暖房システムの組み合わせ

状況によっては、規制されていない基本暖房と規制された赤外線暖房を組み合わせることが合理的です。 たとえば、基本暖房は、部屋を特定の最低温度にする主要な熱源として機能します。 赤外線ヒーターを追加の加熱源として使用して、部屋の特定の領域にさらなる快適さと目標を絞った暖かさを提供することができます。

組み合わせの利点

基本加熱と赤外線加熱を組み合わせることで、両方のシステムの利点を活用できます。 基本暖房は部屋の均一かつ全体的な暖房を保証しますが、赤外線暖房は素早い応答時間と的を絞った暖房を提供します。 これは、断続的にしか使用されない部屋、または個人の好みの熱が存在する部屋で特に有益です。

制御と規制

2 つの加熱システムを効果的に組み合わせるには、適切な制御と調整が重要です。 理想的には、赤外線ヒーターには、基本的な加熱とは独立して調整できる別個の制御が必要です。 これにより、赤外線ヒーターの熱出力を個々のニーズに合わせて調整し、エネルギーを節約できます。

建物および暖房システムの特定の要件に関しては、専門家による専門的なアドバイスをお勧めします。 これらは、個々の状況に最適な組み合わせと制御オプションを見つけるのに役立ちます。