Ogrzewanie: Połączenie ogrzewania na podczerwień i pompy ciepła

Połączenie ogrzewania na podczerwień i pompy ciepła jest możliwe i w niektórych przypadkach może być korzystne. Oto kilka ważnych informacji na ten temat:

Jak działa ogrzewanie na podczerwień

Promienniki podczerwieni działają poprzez emisję promieniowania podczerwonego, które bezpośrednio ogrzewa przedmioty i ludzi. W przeciwieństwie do tradycyjnych grzejników, które podgrzewają powietrze, promiennik podczerwieni ogrzewa powierzchnie w pomieszczeniu, które następnie oddają ciepło do otaczającego powietrza.

Jak działa pompa ciepła

Pompa ciepła wykorzystuje energię ze środowiska (takiego jak powietrze, woda lub ziemia) i przekształca ją w ciepło w celu ogrzania budynku. Działa na zasadzie wymiany ciepła i może być również stosowany do chłodzenia.

Zalety kombinacji

Połączenie promiennika podczerwieni z pompą ciepła może przynieść różne korzyści. Ponieważ promienniki podczerwieni emitują bezpośrednie ciepło, mogą szybko zapewnić komfortowe ciepło. Pompa ciepła natomiast pracuje wydajnie i do wytwarzania ciepła wykorzystuje odnawialne źródła energii. Razem mogą zapewnić energooszczędne i komfortowe rozwiązanie grzewcze.

Wykorzystanie pompy ciepła jako podstawowego źródła ciepła

W większości przypadków jako główne źródło ogrzewania wykorzystywana jest pompa ciepła, ponieważ jest ona energooszczędna. Promiennik podczerwieni można wówczas wykorzystać jako dodatkowe źródło ogrzewania, aby szybciej i w bardziej ukierunkowany sposób zapewnić dodatkowe ciepło, szczególnie w pomieszczeniach rzadziej używanych.

Kontrola i regulacja

Aby skutecznie połączyć oba systemy, ważna jest staranna kontrola i regulacja. Istnieją inteligentne systemy sterowania, które mogą sterować zarówno pompą ciepła, jak i promiennikiem podczerwieni, aby osiągnąć optymalną temperaturę w pomieszczeniu i oszczędzać energię.

Należy jednak pamiętać, że połączenie ogrzewania na podczerwień i pompy ciepła zależy od różnych czynników, takich jak izolacja budynku, wielkość pomieszczenia i indywidualne potrzeby grzewcze. W celu znalezienia najlepszego rozwiązania w konkretnej sytuacji wskazane jest skorzystanie z profesjonalnej porady profesjonalistów.

Badanie „Ocena potencjału ogrzewania na podczerwień w celu pokrycia obciążeń szczytowych” przeprowadzone na Uniwersytecie Technicznym w Dreźnie potwierdza, że ​​ogrzewanie na podczerwień jest rozwiązaniem pozwalającym w krótkim okresie zmniejszyć zużycie energii kopalnej w istniejących budynkach mieszkalnych, a jednocześnie sprawić, że ciepło budynku pompa-ready ++ Prezentacja wyników na konferencji „Ogrzewanie na podczerwień w budownictwie mieszkaniowym”

Każdy, kto nie może szybko przestawić się na pompę ciepła w istniejącym domu – czy to ze względu na trudności w dostawie, wysokie koszty inwestycji czy brak czasu ze strony instalatora – może zastosować promiennik podczerwieni jako pierwszy krok do oszczędzania paliw kopalnych w krótkoterminowy. W późniejszym czasie właściciel domu może zainstalować pompę ciepła o niższej mocy zamiast starego grzejnika wodnego i używać jej razem z systemem ogrzewania na podczerwień. Dzięki temu podejściu, które według badań przeprowadzonych na Politechnice Drezdeńskiej jest technicznie wykonalne, właściciel domu najpierw obniża temperaturę systemu (temperaturę zasilania) istniejącego systemu ogrzewania gazowego i w ten sposób pokrywa jedynie obciążenie podstawowe domu. Wyższe wymagania grzewcze – tzw. obciążenia szczytowe – można pokryć szybko reagującymi promiennikami podczerwieni. Dzięki temu zmniejsza się zużycie paliw kopalnych, a dom pozostaje komfortowy, bez konieczności przeprowadzania kosztownych i skomplikowanych działań remontowych, takich jak nowe grzejniki, okna czy docieplenie ścian zewnętrznych.

To podejście i wynikające z niego zapotrzebowanie na energię zostały sprawdzone w badaniu „Ocena potencjału ogrzewania podczerwienią w celu pokrycia obciążeń szczytowych” na Politechnice Drezdeńskiej na przykładzie reprezentatywnego domu jednorodzinnego. Wyniki przedstawił prof. dr inż. hab. Joachim Seifert, kierownik działu technologii energetycznej budynków w Instytucie Techniki Energetycznej Politechniki Drezdeńskiej, zaprezentował ją po raz pierwszy na konferencji „Ogrzewanie na podczerwień w budownictwie mieszkaniowym” 11 maja 2023 r. w Würzburgu. "Systemy pomp ciepła w połączeniu z elektrycznymi promiennikami podczerwieni stanowią opcję technologiczną dla starych budynków. Dzięki takiemu połączeniu systemów można zagwarantować spełnienie zadania grzewczego i komfort cieplny" - podsumowuje naukowiec.

Połączenie ogrzewania na podczerwień i pompy ciepła

W badaniu zleconym przez stowarzyszenie branżowe IG podczerwieni naukowcy z TU Dresden sprawdzili, czy istniejący wodny system grzewczy o wysokich temperaturach zasilania można zmodernizować tak, aby działał z pompą ciepła w niskich temperaturach, łącząc go z promiennikiem podczerwieni.

Aby odzwierciedlić istniejący zasób budynków w Niemczech, zespół wybrał dom jednorodzinny o powierzchni 160 metrów kwadratowych ogrzewanej powierzchni użytkowej i standardzie izolacji termicznej zgodnym z rozporządzeniem w sprawie izolacji termicznej nr 95.

Standardowe obciążenie grzewcze wynosi 9,2 kilowata, specyficzne obciążenie grzewcze wynosi 57,20 wata na metr kwadratowy. Symulację przeprowadzono za pomocą sprzężonej symulacji budynku i systemu TRNSYS-TUD.

W symulacji istniejący budynek posiada niskotemperaturowy kocioł gazowy. Ciepło przekazywane jest poprzez grzejniki. Na tej podstawie naukowcy obniżyli temperaturę zasilania, aby zademonstrować potencjał ogrzewania na podczerwień przy podstawowej kontroli temperatury z wykorzystaniem istniejącego ogrzewania gazowego lub promienników.

Połączenie nieregulowanego ogrzewania podstawowego i regulowanego ogrzewania na podczerwień

Analizę przeprowadzono w kolejności możliwej do przeprowadzenia w praktyce przez właścicieli domów. W pierwszej kolejności kontrolowana jest podstawowa temperatura budynku za pomocą ogrzewania gazowego. Zaczynając od instalacji grzewczej o temperaturze zasilania 70°C i temperaturze powrotu 55°C (ϑV/ϑR = 70°C/55°C), maksymalna temperatura krzywej grzewczej została obniżona do temperatury zasilania (ϑV ) 40°C i krzywą grzania ϑV/ϑR = 40/30. W siedmiu z dziesięciu pomieszczeń nieregulowane obecnie grzejniki będą teraz wspomagane promiennikami podczerwieni.

W kolejnym kroku kocioł niskotemperaturowy zastąpiono pompą ciepła typu powietrze-woda. Naukowcy nie wprowadzili żadnych zmian w wymiarach układu wymiany ciepła, czyli grzejnikach, ani w standardzie izolacji. Na tej podstawie następnie porównano warianty i określono wymaganą energię końcową. Warunkiem było zawsze przestrzeganie kryteriów komfortu cieplnego podczas użytkowania. Przy dobranych parametrach ogrzewanie na podczerwień pokrywa proporcjonalnie wydatek energii użytecznej w przedziale od 26 do 38 procent.

Braki w wydajności można zrekompensować ogrzewaniem na podczerwień

„Wyniki pokazują, że wynikający z tego deficyt wydajności można zrekompensować ogrzewaniem na podczerwień” – piszą naukowcy z TU Dresden w podsumowaniu badania i kontynuują: „Ogólnie rzecz biorąc, badanie pokazuje, że uzupełnienie wodnego systemu grzewczego o promiennik podczerwieni, istniejący, dla System ogrzewania przeznaczony do wyższych temperatur może być stosowany przy niskich temperaturach systemu bez wymiany powierzchni grzewczych i dlatego doskonale nadaje się do połączenia z pompą ciepła. Analizy wykazały, że w porównaniu z wariantem podstawowym, dzięki łącznemu zastosowaniu, energię końcową można zmniejszyć nawet o 62%. Obciążenia szczytowe można pokryć różnymi systemami przy obniżonej temperaturze bazowej. „Jednak ogrzewanie na podczerwień szczególnie nadaje się do tego celu ze względu na krótki czas reakcji.”

Wykorzystaj oszczędności na systemy fotowoltaiczne

Ponieważ promienniki podczerwieni są niedrogie, dostępne i instalowane w ciągu zaledwie kilku godzin, właściciele domów mogą wdrożyć to podejście w krótkim czasie i przy niskich kosztach inwestycji” – mówi Lars-Henric Voß, pierwszy prezes IG Infrared Germany.

Z przeprowadzonych badań wynika, że ​​można zrezygnować z tzw. głębokiego remontu przegród zewnętrznych budynku i zmian w systemie wymiany ciepła przewodzącym wodę. Prowadzi to do znacznie niższych kosztów inwestycji, a tym samym do mniejszych obciążeń finansowych dla właścicieli domów, a także do ulgi ekonomicznej, ponieważ nie są potrzebne żadne dotacje. „Zaoszczędzone w ten sposób pieniądze można rozsądnie wykorzystać na większy system fotowoltaiczny, który będzie wytwarzał jeszcze bardziej przyjazną dla klimatu energię słoneczną – i to nie tylko do ogrzewania pomieszczeń, ale także do wytwarzania energii elektrycznej dla użytkowników, ciepłej wody i elektromobilności” – dodaje Dirk Bornhorst , członek zarządu IG Infrared.

Źródło: Komunikat prasowy „Ogrzewanie na podczerwień przyspiesza przejście na pompy ciepła”

Generalnie możliwa jest kombinacja nieregulowanego ogrzewania podstawowego i regulowanego ogrzewania na podczerwień. Oto kilka informacji na ten temat:

Nieuregulowane ogrzewanie podstawowe

Nieuregulowane ogrzewanie podstawowe zwykle odnosi się do tradycyjnego centralnego ogrzewania, w którym ciepło dostarczane jest przez grzejniki lub ogrzewanie podłogowe. Sterowanie tego rodzaju ogrzewaniem często odbywa się za pomocą termostatu, który mierzy temperaturę w pomieszczeniu i odpowiednio włącza lub wyłącza ogrzewanie.

Regulowane ogrzewanie na podczerwień

W przeciwieństwie do nieregulowanego ogrzewania podstawowego, ogrzewanie na podczerwień można zazwyczaj regulować indywidualnie i precyzyjnie. Nowoczesne promienniki podczerwieni posiadają zintegrowane termostaty i programowalne elementy sterujące, za pomocą których można precyzyjnie ustawić temperaturę w pomieszczeniu oraz czas ogrzewania.

Kombinacja systemów grzewczych

Połączenie nieregulowanego ogrzewania podstawowego z regulowanym ogrzewaniem na podczerwień może mieć sens w niektórych sytuacjach. Na przykład podstawowe ogrzewanie może służyć jako główne źródło ogrzewania, które doprowadza pomieszczenie do określonej minimalnej temperatury. Promiennik podczerwieni można następnie wykorzystać jako dodatkowe źródło ogrzewania, aby zapewnić dodatkowy komfort i ukierunkowane ciepło w określonych obszarach pomieszczenia.

Zalety kombinacji

Łącząc ogrzewanie podstawowe i ogrzewanie na podczerwień, można wykorzystać zalety obu systemów. Ogrzewanie podstawowe zapewnia równomierne i ogólne ogrzewanie pomieszczenia, natomiast ogrzewanie na podczerwień zapewnia szybki czas reakcji i ukierunkowane ogrzewanie. Może to być szczególnie korzystne w pomieszczeniach, które są używane sporadycznie lub w których istnieją indywidualne preferencje dotyczące ciepła.

Kontrola i regulacja

Aby skutecznie połączyć dwa systemy grzewcze, ważne jest odpowiednie sterowanie i regulacja. Idealnie, promiennik podczerwieni powinien mieć osobne sterowanie, które można regulować niezależnie od ogrzewania podstawowego. Dzięki temu możesz dostosować moc grzewczą promiennika podczerwieni do swoich indywidualnych potrzeb i zaoszczędzić energię.

Należy pamiętać, że w odniesieniu do specyficznych wymagań budynku i systemu grzewczego zaleca się profesjonalną poradę specjalistów. Pomogą Ci znaleźć najlepszą kombinację i opcje sterowania dla Twojej indywidualnej sytuacji.