난방: 적외선 난방과 히트펌프의 결합

적외선 가열과 열 펌프의 조합이 가능하며 어떤 경우에는 유리할 수 있습니다. 이에 대한 몇 가지 중요한 정보는 다음과 같습니다.

적외선 가열 작동 원리

적외선 히터는 물체와 사람을 직접 가열하는 적외선을 방출하여 작동합니다. 공기를 가열하는 기존 히터와 달리 적외선 히터는 실내 표면을 가열한 다음 주변 공기로 열을 방출합니다.

히트펌프의 작동 원리

열 펌프는 환경(공기, 물, 흙 등)의 에너지를 사용하고 이를 열로 변환하여 건물을 가열합니다. 열 교환 원리에 따라 작동하며 냉각에도 사용할 수 있습니다.

조합의 장점

적외선 히터와 히트펌프를 결합하면 다양한 이점을 얻을 수 있습니다. 적외선 히터는 직접적인 열을 발산하기 때문에 빠르게 쾌적한 따뜻함을 제공할 수 있습니다. 반면에 히트펌프는 효율적으로 작동하며 재생에너지원을 사용하여 열을 생성합니다. 함께 에너지 효율적이고 편안한 난방 솔루션을 제공할 수 있습니다.

히트펌프를 1차 열원으로 사용

대부분의 경우 열펌프는 에너지 효율적이기 때문에 주요 열원으로 사용됩니다. 그런 다음 적외선 히터를 보조 가열원으로 사용하여 특히 자주 사용하지 않는 실내에서 더욱 신속하고 원하는 방식으로 추가 열을 제공할 수 있습니다.

통제 및 규제

두 시스템을 효과적으로 결합하려면 신중한 제어와 규제가 중요합니다. 최적의 실내 온도를 달성하고 에너지를 절약하기 위해 히트펌프와 적외선 히터를 모두 제어할 수 있는 지능형 제어 시스템이 있습니다.

그러나 적외선 난방과 히트펌프의 조합은 건물 단열, 방의 크기, 개별 난방 요구 사항 등 다양한 요인에 따라 달라진다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 귀하의 특정 상황에 가장 적합한 솔루션을 찾으려면 전문가의 전문적인 조언이 바람직합니다.

드레스덴 공과 대학의 "최대 부하를 커버하기 위한 적외선 난방의 잠재력 평가" 연구에서는 적외선 난방이 기존 주거용 건물의 화석 에너지 소비를 단기적으로 줄이는 동시에 건물 열을 발생시키는 솔루션임을 확인했습니다. 펌프 준비 ++ "주택 건설의 적외선 가열" 컨퍼런스에서 결과 발표

배송의 어려움, 높은 투자 비용, 설치자의 시간 부족 등으로 인해 기존 가정에서 신속하게 히트펌프로 전환할 수 없는 사람은 누구나 화석 연료를 절약하기 위한 첫 번째 단계로 적외선 히터를 사용할 수 있습니다. 단기. 나중에 주택 소유자는 오래된 전도 히터 대신 출력이 낮은 히트 펌프를 설치하여 적외선 난방 시스템과 함께 작동할 수 있습니다. 드레스덴 공과대학교의 연구에 따르면 기술적으로 실현 가능한 이 접근 방식을 사용하면 주택 소유자는 먼저 기존 가스 난방 시스템의 시스템 온도(유량 온도)를 낮추어 주택의 기본 부하만 감당할 수 있습니다. 더 높은 가열 요구 사항(소위 피크 부하)은 신속하게 반응하는 적외선 히터로 처리할 수 있습니다. 이는 새로운 라디에이터, 창문 또는 외벽 단열재와 같은 값비싸고 복잡한 개조 조치가 필요 없이 집이 편안하게 유지되는 동시에 화석 연료 소비를 줄입니다.

이러한 접근 방식과 그에 따른 에너지 요구 사항은 대표적인 단독 주택의 예를 사용하여 드레스덴 공과 대학의 "피크 부하를 커버하기 위한 적외선 난방의 잠재력 평가" 연구에서 조사되었습니다. 결과는 Dr.-Ing 교수가 발표했습니다. 하빌. TU 드레스덴 에너지 기술 연구소의 건물 에너지 기술 부서 책임자인 Joachim Seifert는 2023년 5월 11일 뷔르츠부르크에서 열린 "주거 건축의 적외선 난방" 컨퍼런스에서 처음으로 이를 발표했습니다. "전기 적외선 히터와 결합된 열 펌프 시스템은 오래된 건물에 대한 기술적 옵션을 나타냅니다. 이 시스템 결합을 통해 난방 작업의 이행과 열적 쾌적성이 보장될 수 있습니다."라고 과학자는 결론을 내립니다.

적외선 가열과 히트펌프의 결합

산업 협회 IG 적외선이 의뢰한 연구에서 드레스덴 공대(TU Dresden)의 과학자들은 기존 물 전도 난방 시스템을 적외선 히터와 결합하여 저온에서 열 펌프로 작동하도록 업그레이드할 수 있는지 여부를 조사했습니다.

독일의 기존 건물 재고를 대표하기 위해 팀은 160제곱미터의 난방 사용 가능 공간과 단열 조례 95에 따른 단열 표준을 갖춘 단독 주택을 선택했습니다.

표준 난방 부하는 9.2kW, 특정 난방 부하는 평방 미터당 57.20W입니다. 시뮬레이션은 결합된 건물 및 시스템 시뮬레이션 TRNSYS-TUD를 사용하여 수행되었습니다.

시뮬레이션에서 기존 건물에는 저온 가스 보일러가 있습니다. 열은 라디에이터를 통해 전달됩니다. 이를 바탕으로 과학자들은 기존 가스 가열기나 라디에이터를 이용한 기본적인 온도 제어로 적외선 가열의 가능성을 입증하기 위해 유동 온도를 낮췄습니다.

비조절 기본난방과 조절형 적외선난방의 결합

분석은 주택 소유자가 실제로 수행할 수 있는 순서로 수행되었습니다. 첫째, 가스난방을 이용하여 건물의 기본온도를 조절한다. 유동 온도가 70°C이고 복귀 온도가 55°C(ϑV/ϑR = 70°C/55°C)인 가열 시스템에서 시작하여 가열 곡선의 최대 온도가 유동 온도(ϑV)로 감소되었습니다. ) 40°C, 가열 곡선 ϑV/ϑR = 40/30 설정. 방 10개 중 7개에서는 현재 규제되지 않은 라디에이터가 이제 적외선 히터로 지원됩니다.

다음 단계에서는 저온보일러를 공기-물 히트펌프로 교체했다. 과학자들은 열 전달 시스템(예: 라디에이터)의 크기나 단열 표준을 변경하지 않았습니다. 이를 바탕으로 변형을 비교하고 필요한 최종 에너지를 결정했습니다. 항상 전제 조건은 사용 중에 열적 쾌적성에 대한 기준을 준수하는 것이었습니다. 선택된 매개변수를 사용하면 적외선 가열은 26~38% 범위에서 비례적으로 유용한 에너지 소비를 충당합니다.

적외선 가열로 성능 부족을 보상할 수 있음

TU Dresden의 과학자들은 연구 결론에서 "결과는 결과적인 성능 부족이 적외선 가열로 보상될 수 있음을 보여줍니다."라고 쓰고 계속합니다. "전반적으로, 이 연구는 수성 가열 시스템을 다음과 같이 보완함으로써 다음을 보여줍니다. 더 높은 온도를 위해 설계된 난방 시스템용 적외선 히터는 전열 표면을 교체하지 않고도 낮은 시스템 온도에서 사용할 수 있으므로 히트 펌프와 결합하는 데 매우 적합합니다. 분석 결과에 따르면 기본 변형에 비해 이 결합 사용을 통해 최종 에너지를 최대 62%까지 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다.” 피크 부하는 감소된 기본 온도에서 다양한 시스템으로 처리할 수 있습니다. "그러나 적외선 가열은 응답 시간이 짧기 때문에 이러한 목적에 특히 적합합니다."

태양광 발전 시스템에 절감액 사용

적외선 히터는 가격이 저렴하고 사용 가능하며 단 몇 시간 만에 설치되기 때문에 주택 소유자는 짧은 시간에 낮은 투자 비용으로 이 접근 방식을 구현할 수 있습니다.”라고 IG Infrared Germany의 초대 회장인 Lars-Henric Voß는 말합니다.

이 연구는 소위 건물 외피의 대대적인 혁신과 물 전도 열 전달 시스템의 변경이 필요하지 않음을 보여줍니다. 이는 투자 비용을 크게 낮추어 주택 소유자의 재정적 부담을 낮추고 보조금이 필요하지 않기 때문에 경제적 구제도 가능합니다. "이 방법으로 절약된 비용은 더욱 기후 친화적인 태양광 발전을 생성하기 위한 더 큰 태양광 시스템에 현명하게 사용될 수 있습니다. 실내 난방뿐만 아니라 사용자 전기, 온수 및 e-모빌리티에도 사용할 수 있습니다."라고 Dirk Bornhorst는 덧붙입니다. , IG Infrared 이사.

출처: 보도자료 '적외선 가열로 히트펌프로의 전환 가속화'

일반적으로 조절되지 않은 기본 가열과 조절된 적외선 가열의 조합이 가능합니다. 이에 대한 몇 가지 정보는 다음과 같습니다.

규제되지 않은 기본 난방

규제되지 않은 기본 난방은 일반적으로 라디에이터나 바닥 난방을 통해 열이 제공되는 전통적인 중앙 난방을 의미합니다. 이러한 유형의 난방은 실내 온도를 측정하고 그에 따라 난방을 켜거나 끄는 온도 조절 장치에 의해 제어되는 경우가 많습니다.

조절된 적외선 가열

규제되지 않은 기본 가열과 달리 적외선 가열은 일반적으로 개별적으로 정밀하게 제어할 수 있습니다. 최신 적외선 히터에는 실내 온도와 난방 시간을 정확하게 설정하는 데 사용할 수 있는 온도 조절 장치와 프로그래밍 가능한 제어 장치가 통합되어 있습니다.

난방 시스템의 조합

조절되지 않은 기본 가열과 조절된 적외선 가열의 조합은 특정 상황에서 의미가 있을 수 있습니다. 예를 들어 기본 난방은 실내 온도를 특정 최저 온도로 높이는 주요 난방원 역할을 할 수 있습니다. 그런 다음 적외선 히터를 추가 가열원으로 사용하여 방의 특정 영역에 추가적인 편안함과 목표 따뜻함을 제공할 수 있습니다.

조합의 장점

기본 난방과 적외선 난방을 결합하면 두 시스템의 장점을 모두 활용할 수 있습니다. 기본 난방은 실내의 균일하고 일반적인 난방을 보장하는 반면, 적외선 난방은 빠른 응답 시간과 목표 난방을 제공합니다. 이는 간헐적으로만 사용되거나 개별적인 열 선호도가 존재하는 방에서 특히 유용할 수 있습니다.

통제 및 규제

두 난방 시스템을 효과적으로 결합하려면 적절한 제어와 조절을 갖추는 것이 중요합니다. 이상적으로 적외선 히터에는 기본 난방과 별도로 조정할 수 있는 별도의 제어 장치가 있어야 합니다. 이를 통해 적외선 히터의 열 출력을 개인의 필요에 맞게 조정하고 에너지를 절약할 수 있습니다.

건물 및 난방 시스템의 특정 요구 사항과 관련하여 전문가의 전문적인 조언을 받는 것이 좋습니다. 이는 귀하의 개별 상황에 가장 적합한 조합 및 제어 옵션을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다.