Отопление: сочетание инфракрасного отопления и теплового насоса

Сочетание инфракрасного отопления и теплового насоса возможно и в некоторых случаях может быть выгодным. Вот некоторая важная информация по этому поводу:

Как работает инфракрасное отопление

Инфракрасные обогреватели работают за счет излучения инфракрасного излучения, которое напрямую нагревает предметы и людей. В отличие от обычных обогревателей, которые нагревают воздух, инфракрасный обогреватель нагревает поверхности в помещении, которые затем излучают тепло в окружающий воздух.

Как работает тепловой насос

Тепловой насос использует энергию окружающей среды (например, воздуха, воды или грунта) и преобразует её в тепло для обогрева здания. Он работает по принципу теплообмена и может также использоваться для охлаждения.

Преимущества данной комбинации

Сочетание инфракрасного обогревателя и теплового насоса может предложить ряд преимуществ. Поскольку инфракрасные обогреватели излучают тепло напрямую, они быстро обеспечивают комфортное тепло. Тепловой насос, в свою очередь, работает эффективно и использует возобновляемые источники энергии для выработки тепла. Вместе они могут обеспечить энергоэффективное и комфортное решение для отопления.

Использование теплового насоса в качестве основного источника отопления.

В большинстве случаев в качестве основного источника отопления используется тепловой насос благодаря его энергоэффективности. Инфракрасное отопление может использоваться в качестве дополнительного источника тепла для более быстрого и точного обогрева, особенно в помещениях, которые используются реже.

Контроль и регулирование

Тщательный контроль и регулирование необходимы для эффективного сочетания двух систем. Существуют интеллектуальные системы управления, которые могут управлять как тепловым насосом, так и инфракрасной системой отопления для достижения оптимальной температуры в помещении и экономии энергии.

Однако важно отметить, что сочетание инфракрасного отопления и теплового насоса зависит от различных факторов, таких как теплоизоляция здания, размер помещения и индивидуальные потребности в отоплении. Для подбора оптимального решения для вашей конкретной ситуации рекомендуется обратиться за консультацией к специалистам.

Исследование «Оценка потенциала инфракрасных систем отопления для покрытия пиковых нагрузок», проведенное Техническим университетом Дрездена, подтверждает, что инфракрасное отопление является решением для снижения потребления ископаемого топлива в существующих жилых зданиях в краткосрочной перспективе и одновременно позволяет подготовить здание к установке теплового насоса. Результаты будут представлены на конференции «Инфракрасное отопление в жилищном строительстве».

Владельцы домов, которые не могут быстро перейти на тепловой насос в существующем доме — будь то из-за проблем с поставками, высоких инвестиционных затрат или нехватки времени у установщика, — могут первоначально использовать инфракрасное отопление для экономии ископаемого топлива в краткосрочной перспективе. Позже домовладелец может заменить старую систему отопления на основе воды на тепловой насос меньшей мощности и использовать его совместно с инфракрасной системой отопления. Согласно исследованию, проведенному Техническим университетом Дрездена, такой подход технически осуществим. Домовладелец сначала снижает температуру системы (температуру потока) существующей газовой системы отопления, покрывая таким образом только базовую нагрузку дома. Более высокие потребности в отоплении — так называемые пиковые нагрузки — могут быть удовлетворены с помощью быстродействующих инфракрасных обогревателей. Это снижает потребление ископаемого топлива, поддерживая при этом постоянно комфортную температуру в доме, без необходимости дорогостоящих и сложных ремонтных работ, таких как замена радиаторов, окон или утепление наружных стен.

Этот подход и вытекающая из него потребность в энергии были исследованы в исследовании «Оценка потенциала инфракрасных систем отопления для покрытия пиковой нагрузки» в Техническом университете Дрездена на примере типичного частного дома. Результаты были впервые представлены профессором, доктором технических наук, хабилитированным Иоахимом Зайфертом, руководителем отдела энергетических технологий зданий в Институте энергетических технологий Технического университета Дрездена, на конференции «Инфракрасное отопление в жилищном строительстве» 11 мая 2023 года в Вюрцбурге. «Тепловые насосы в сочетании с электрическими инфракрасными обогревателями представляют собой технологическое решение для существующих зданий. Такое сочетание систем может обеспечить как потребности в отоплении, так и тепловой комфорт», — заключил ученый.

Комбинация инфракрасного отопления и теплового насоса.

В исследовании, проведенном по заказу отраслевой ассоциации IG Infrarot, ученые из Технического университета Дрездена изучали, можно ли адаптировать существующую систему водяного отопления с высокими температурами потока для работы с низкотемпературным тепловым насосом путем ее объединения с инфракрасным обогревателем.

Чтобы репрезентативно представить жилищный фонд Германии, команда выбрала одноквартирный дом с отапливаемой полезной площадью 160 квадратных метров и стандартом теплоизоляции, соответствующим Постановлению № 95 о теплоизоляции.

Стандартная тепловая нагрузка составляет 9,2 киловатта, а удельная тепловая нагрузка — 57,20 ватт на квадратный метр. Моделирование проводилось с использованием программного обеспечения для моделирования зданий и инженерных систем TRNSYS-TUD.

В ходе моделирования в существующем здании установлен низкотемпературный газовый котел. Тепло передается через радиаторы. Исходя из этого, исследователи снизили температуру теплоносителя, чтобы продемонстрировать потенциал инфракрасного отопления для поддержания базовой температуры с использованием существующего газового котла или радиаторов.

Сочетание нерегулируемого базового отопления и регулируемого инфракрасного отопления.

Анализ проводился в последовательности, отражающей практические процедуры для домовладельцев. Сначала здание было доведено до базовой температуры с помощью газовой системы отопления. Начиная с системы отопления, работающей при температуре потока 70°C и температуре возврата 55°C (ϑV/ϑR = 70°C/55°C), максимальная температура кривой отопления была снижена до температуры потока (ϑV) 40°C, и была установлена ​​кривая отопления ϑV/ϑR = 40/30. В семи из десяти комнат нерегулируемые радиаторы впоследствии были дополнены инфракрасными обогревателями.

На следующем этапе низкотемпературный котел был заменен тепловым насосом «воздух-вода». Исследователи не вносили изменений в размеры системы теплопередачи, то есть радиаторов, или в стандарты теплоизоляции. На основе этого были проведены сравнительные исследования двух вариантов и определена требуемая конечная потребность в энергии. Обязательным условием всегда было соблюдение критериев теплового комфорта в течение всего времени работы системы. При выбранных параметрах инфракрасная система отопления покрывает от 26 до 38 процентов необходимой энергии.

Недостатки в производительности можно компенсировать инфракрасным нагревом.

«Результаты показывают, что возникающий дефицит производительности может быть компенсирован инфракрасным нагревом», — пишут ученые из Технического университета Дрездена в заключении исследования, добавляя: «В целом, исследование показывает, что, дополнив систему отопления на основе воды инфракрасным нагревом, существующую систему отопления, рассчитанную на более высокие температуры, можно использовать при низких температурах системы без замены нагревательных поверхностей, и поэтому она хорошо подходит для сочетания с тепловым насосом. Анализы показали, что по сравнению с базовым вариантом конечное энергопотребление может быть снижено до 62% за счет такого комбинированного использования». Хотя пиковые нагрузки при пониженной базовой температуре могут быть покрыты различными системами, «инфракрасный нагрев особенно хорошо подходит для этой цели благодаря короткому времени отклика».

Сэкономленные средства используйте для установки фотоэлектрической системы.

«Поскольку инфракрасные обогреватели недороги, легкодоступны и могут быть установлены всего за несколько часов, домовладельцы могут внедрить этот подход в короткие сроки и с низкими инвестиционными затратами», — говорит Ларс-Хенрик Фосс, председатель правления IG Infrared Germany.

Исследование показывает, что можно избежать комплексной реконструкции ограждающих конструкций здания и модификации системы теплопередачи на водной основе. Это приводит к значительному снижению инвестиционных затрат и, следовательно, к уменьшению финансовой нагрузки на домовладельцев, а также приносит пользу национальной экономике, поскольку не требуются субсидии. «Сэкономленные таким образом средства можно эффективно использовать для создания более крупной фотоэлектрической системы, которая будет вырабатывать еще больше экологически чистой солнечной энергии – не только для отопления помещений, но и для электроэнергии для потребителей, горячего водоснабжения и электромобилей», – добавляет Дирк Борнхорст, председатель IG Infrared.

Источник: Пресс-релиз «Инфракрасное отопление ускоряет переход к тепловым насосам»

Как правило, возможно сочетание нерегулируемой базовой системы отопления и регулируемой инфракрасной системы отопления. Вот некоторая информация по этому поводу:

Нерегулируемое базовое отопление

Под нерегулируемой базовой системой отопления обычно подразумевается традиционная система центрального отопления, где тепло распределяется через радиаторы или систему подогрева пола. Управление таким типом отопления часто осуществляется с помощью термостата, который измеряет температуру в помещении и включает или выключает отопление в зависимости от ситуации.

Контролируемый инфракрасный нагрев

В отличие от нерегулируемого обычного отопления, инфракрасное отопление обычно можно контролировать индивидуально и с высокой точностью. Современные инфракрасные обогреватели оснащены встроенными термостатами и программируемыми элементами управления, позволяющими точно устанавливать температуру в помещении и время обогрева.

Комбинация систем отопления

В некоторых ситуациях сочетание нерегулируемой основной системы отопления с регулируемым инфракрасным обогревателем может быть выгодно. Например, основная система отопления может служить главным источником тепла, доводя температуру в помещении до определенного минимального значения. Инфракрасный обогреватель затем можно использовать в качестве дополнительного источника тепла для обеспечения дополнительного комфорта и целенаправленного обогрева определенных зон помещения.

Преимущества данной комбинации

Сочетая стандартную систему отопления с инфракрасным обогревом, вы можете воспользоваться преимуществами обеих систем. Стандартная система отопления обеспечивает равномерное и общее тепло в помещении, в то время как инфракрасный обогрев отличается быстрым откликом и направленным воздействием тепла. Это может быть особенно выгодно в помещениях, которые используются лишь изредка или где существуют индивидуальные предпочтения в отношении отопления.

Контроль и регулирование

Для эффективного объединения двух систем отопления важно иметь подходящие элементы управления. В идеале, инфракрасный обогреватель должен иметь отдельный блок управления, который можно настраивать независимо от основной системы отопления. Это позволит регулировать мощность инфракрасного обогревателя в соответствии с индивидуальными потребностями и экономить энергию.

Обратите внимание, что рекомендуется проконсультироваться со специалистами относительно специфических требований вашего здания и системы отопления. Они помогут вам подобрать оптимальные комбинации и варианты управления, соответствующие вашей конкретной ситуации.