Грејање: Комбинација инфрацрвеног грејања и топлотне пумпе

Комбиновање инфрацрвеног грејања и топлотне пумпе је могуће и у неким случајевима може бити корисно. Ево неких важних информација о томе:

Како функционише инфрацрвено грејање

Инфрацрвени грејачи раде тако што емитују инфрацрвено зрачење, које директно загрева предмете и људе. За разлику од конвенционалних грејача који загревају ваздух, инфрацрвени грејач загрева површине у просторији, које затим зраче топлоту у околни ваздух.

Како ради топлотна пумпа

Топлотна пумпа користи енергију из околине (као што су ваздух, вода или земља) и претвара је у топлоту за грејање зграде. Ради на принципу размене топлоте и може се користити и за хлађење.

Предности комбинације

Комбиновање инфрацрвеног грејача са топлотном пумпом може понудити неколико предности. Пошто инфрацрвени грејачи емитују директну топлоту, они могу брзо да обезбеде пријатну топлину. С друге стране, топлотна пумпа ради ефикасно и користи обновљиве изворе енергије за производњу топлоте. Заједно, могу да обезбеде енергетски ефикасно и удобно решење за грејање.

Коришћење топлотне пумпе као примарног извора грејања

У већини случајева, топлотна пумпа се користи као примарни извор грејања због своје енергетске ефикасности. Инфрацрвено грејање се затим може користити као додатни извор грејања како би се брже и прецизније обезбедила додатна топлота, посебно у просторијама које се ређе користе.

Контрола и регулација

Пажљива контрола и регулација су неопходни за ефикасно комбиновање ова два система. Постоје интелигентни системи управљања који могу да управљају и топлотном пумпом и инфрацрвеним системом грејања како би се постигла оптимална температура у просторији и уштедела енергија.

Међутим, важно је напоменути да комбинација инфрацрвеног грејања и топлотне пумпе зависи од различитих фактора, као што су изолација зграде, величина просторије и индивидуалне потребе за грејањем. Препоручује се професионални савет стручњака како бисте пронашли најбоље решење за вашу специфичну ситуацију.

Студија „Потенцијална процена инфрацрвених система грејања за покривање вршног оптерећења“ коју је спровео Технички универзитет у Дрездену потврђује инфрацрвено грејање као решење за смањење потрошње фосилних горива у постојећим стамбеним зградама у кратком року и истовремено спремање зграде за топлотне пумпе. Резултати ће бити представљени на конференцији „Инфрацрвено грејање у стамбеној изградњи“

Власник куће који не може брзо да пређе на топлотну пумпу у постојећој кући — било због потешкоћа са снабдевањем, високих инвестиционих трошкова или недостатка времена инсталатера — може у почетку користити инфрацрвено грејање како би краткорочно уштедео на фосилним горивима. Касније, власник куће може заменити стари систем грејања на бази воде топлотном пумпом мањег капацитета и користити га заједно са инфрацрвеним системом грејања. Према студији Техничког универзитета у Дрездену, овај приступ је технички изводљив. Власник куће прво смањује температуру система (температуру протока) постојећег система грејања на гас, чиме покрива само основно оптерећење куће. Веће потребе за грејањем — такозвана вршна оптерећења — могу се задовољити брзим инфрацрвеним грејачима. Ово смањује потрошњу фосилних горива уз одржавање константно удобне температуре у кући, без потребе за скупим и сложеним реновацијама као што су нови радијатори, прозори или изолација спољних зидова.

Овај приступ и резултујућа потражња за енергијом испитани су у студији „Потенцијална процена инфрацрвених система грејања за покривање вршних оптерећења“ на Техничком универзитету у Дрездену, користећи репрезентативну породичну кућу као пример. Резултате је први представио проф. др инж. х. Јоаким Зајферт, шеф Одељења за енергетску технологију зграда на Институту за енергетску технологију ТУ Дрезден, на конференцији „Инфрацрвено грејање у стамбеној изградњи“ 11. маја 2023. године у Вирцбургу. „Системи топлотних пумпи у комбинацији са електричним инфрацрвеним грејачима представљају технолошку опцију за постојеће зграде. Ова комбинација система може да обезбеди и потребе за грејањем и топлотну удобност“, закључио је научник.

Комбинација инфрацрвеног грејања и топлотне пумпе

У студији коју је наручило индустријско удружење IG Infrarot, научници са ТУ Дрезден истраживали су да ли се постојећи систем грејања на бази воде са високим температурама протока може оспособити за рад са нискотемпературном топлотном пумпом комбиновањем са инфрацрвеним грејачем.

Да би на репрезентативан начин представили грађевински фонд у Немачкој, тим је изабрао породичну кућу са 160 квадратних метара грејане корисне површине и стандардом топлотне изолације према Уредби о топлотној изолацији 95.

Стандардно грејно оптерећење је 9,2 киловата, а специфично грејно оптерећење је 57,20 вати по квадратном метру. Симулација је извршена коришћењем софтвера за симулацију упарених зграда и постројења TRNSYS-TUD.

У симулацији, постојећа зграда има нискотемпературни гасни котао. Топлота се преноси преко радијатора. На основу тога, истраживачи су смањили температуру протока како би демонстрирали потенцијал инфрацрвеног грејања за одржавање основне температуре коришћењем постојећег гасног котла или радијатора.

Комбинација нерегулисаног основног грејања и регулисаног инфрацрвеног грејања

Анализа је спроведена редоследом који одражава практичне поступке за власнике кућа. Прво, зграда је загрејана на основну температуру коришћењем система грејања на гас. Почевши од система грејања који ради на температури полаза од 70°C и температури повратка од 55°C (ϑV/ϑR = 70°C/55°C), максимална температура криве грејања је смањена на температуру полаза (ϑV) од 40°C, а крива грејања је подешена на ϑV/ϑR = 40/30. У седам од десет соба, сада нерегулисани радијатори су накнадно допуњени инфрацрвеним грејачима.

У следећем кораку, нискотемпературни котао је замењен топлотном пумпом ваздух-вода. Истраживачи нису мењали димензије система за пренос топлоте, тј. радијаторе, нити стандард изолације. На основу тога, две опције су затим упоређене и одређена је потребна коначна потрошња енергије. Предуслов у сваком тренутку је био да су испуњени критеријуми за топлотну удобност током радног времена. Са одабраним параметрима, инфрацрвени систем грејања покрива између 26 и 38 процената потребне енергије.

Недостаци у перформансама могу се надокнадити инфрацрвеним грејањем

„Резултати показују да се резултујући дефицит у перформансама може надокнадити инфрацрвеним грејањем“, пишу научници са ТУ Дрезден у закључку студије, додајући: „Све у свему, студија показује да се допуњавањем система грејања на бази воде инфрацрвеним грејањем, постојећи систем грејања дизајниран за више температуре може користити са ниским температурама система без замене грејних површина и стога је добро погодан за комбинацију са топлотном пумпом. Анализе су показале да се, у поређењу са основном варијантом, коначна потрошња енергије може смањити до 62% кроз ову комбиновану употребу.“ Док вршна оптерећења на сниженој основној температури могу покрити различити системи, „инфрацрвено грејање је посебно добро погодно за ову сврху због кратког времена одзива.“

Искористите уштеђевину за фотонапонски систем

„Пошто су инфрацрвени грејачи јефтини, лако доступни и могу се инсталирати за само неколико сати, власници кућа могу применити овај приступ у кратком року и уз ниске инвестиционе трошкове“, каже Ларс-Хенрик Вос, председник IG Infrared Germany.

Студија показује да се може избећи свеобухватна реновација омотача зграде и модификација система за пренос топлоте на бази воде. То доводи до значајно нижих инвестиционих трошкова и самим тим смањеног финансијског оптерећења за власнике кућа, као и до користи за националну економију, јер нису потребне субвенције. „Новац уштеђен на овај начин може се ефикасно користити за већи фотонапонски систем како би се генерисала још више климатски прихватљивија соларне енергије – не само за грејање простора, већ и за електричну енергију за кориснике, топлу воду и електричну мобилност“, додаје Дирк Борнхорст, председник IG Infrared.

Извор: Саопштење за штампу „Инфрацрвено грејање убрзава прелазак на топлотне пумпе“

Комбинација нерегулисаног основног система грејања и регулисаног инфрацрвеног система грејања је генерално могућа. Ево неких информација о томе:

Нерегулисано основно грејање

Нерегулисани основни систем грејања се обично односи на традиционални систем централног грејања где се топлота дистрибуира путем радијатора или подног грејања. Ова врста грејања се често контролише термостатом који мери температуру просторије и у складу са тим укључује или искључује грејање.

Контролисано инфрацрвено грејање

За разлику од нерегулисаног основног грејања, инфрацрвено грејање се обично може контролисати појединачно и прецизно. Модерни инфрацрвени грејачи имају интегрисане термостате и програмабилне контроле које омогућавају прецизно подешавање температуре у просторији и времена грејања.

Комбинација система грејања

Комбиновање нерегулисаног главног система грејања са регулисаним инфрацрвеним грејачем може бити предност у одређеним ситуацијама. На пример, главни систем грејања може служити као примарни извор топлоте, загревајући просторију до одређене минималне температуре. Инфрацрвени грејач би се затим могао користити као додатни извор топлоте како би се обезбедила додатна удобност и циљана топлота у одређеним деловима просторије.

Предности комбинације

Комбиновањем стандардног система грејања са инфрацрвеним грејањем, можете имати користи од предности оба. Стандардни систем грејања обезбеђује равномерну и општу топлину просторије, док инфрацрвено грејање нуди брзо време одзива и циљану топлину. Ово може бити посебно корисно у просторијама које се користе само повремено или где постоје индивидуалне жеље за грејање.

Контрола и регулација

Важно је имати одговарајуће контроле како би се ефикасно комбиновала два система грејања. Идеално би било да инфрацрвени грејач има засебну контролну јединицу која се може подесити независно од главног система грејања. Ово вам омогућава да прилагодите топлотни излаз инфрацрвеног грејача својим индивидуалним потребама и уштедите енергију.

Имајте у виду да се препоручује стручни савет стручњака у вези са специфичним захтевима ваше зграде и система грејања. Они вам могу помоћи да пронађете најбоље комбинације и опције управљања за вашу индивидуалну ситуацију.