Încălzirea hibridă combină energiile regenerabile cu combustibilii fosili. Datorită echilibrului lor ecologic pozitiv, statul subvenționează atât sistemele solare termice, cât și pompele de căldură. Ce alte avantaje are încălzirea hibridă?
Încălzirea hibridă: cele mai importante lucruri dintr-o privire
- Un sistem de încălzire hibrid combină un sistem de încălzire din energii regenerabile cu un sistem de încălzire cu combustibil. O pompă de căldură sau un sistem solar termic funcționează împreună cu un al doilea sistem de încălzire care susține dacă este necesar, astfel încât să fie disponibilă suficientă căldură chiar și iarna.
- Încălzirea de susținere este posibilă încălzirea cu gaz, petrol sau lemne, o centrală combinată de căldură și energie electrică sau termoficare.
- Atât căldura din sistemul solar termic / pompa de căldură, cât și cea din sistemul de încălzire cu combustibil utilizează un schimbător de căldură pentru a încălzi apa de încălzire într-un rezervor tampon. Aceasta înseamnă că energia nu se pierde dacă nu este necesară imediat.
- Pentru un sistem solar termic, aveți nevoie de o zonă de acoperiș suficient de mare și orientată spre sud. Cu toate acestea, pentru rentabilitatea unei pompe de căldură, este crucială o temperatură scăzută a debitului de încălzire.
- Finanțare: ca parte a pachetului climatic 2020, statul subvenționează achiziționarea de sisteme de încălzire hibride.
Ce este un încălzitor hibrid?
Încălzirea hibridă combină tehnologia convențională de încălzire alimentată cu combustibil cu fotovoltaica sau o pompă de căldură. Sistemul parțial de încălzire hibrid, alimentat cu combustibil, asigură disponibilitatea unei cantități suficiente de energie, mai ales la sfârșitul lunilor de iarnă. Se utilizează sisteme de încălzire cu ulei, sisteme de încălzire pe gaz, sobe de șemineu sau sisteme de încălzire a peletelor.
Prin urmare, încălzirea hibridă poate reveni asupra mai multor sisteme de încălzire și folosește avantajele ambelor sisteme. Cel mai durabil sistem, adică sistemul alimentat cu energie solară sau pompa de căldură, are întotdeauna prioritate. Dacă sistemul de încălzire regenerativă nu mai funcționează optim, încălzirea cu combustibil preia. În funcție de proiectare, sistemele alimentează căldura în memoria tampon în paralel sau funcționează doar separat una de cealaltă.
Rezervoarele de stocare tampon pot fi combinate cu sisteme solare termice, pompe de căldură și sisteme de încălzire cu combustibil.
În plus față de opțiunile prezentate aici, sunt posibile și alte combinații, inclusiv până la trei tipuri de încălzire. De exemplu, puteți acționa o pompă de căldură cu electricitatea din sistemul dvs. fotovoltaic și, de asemenea, aveți un încălzitor de gaz pregătit ca suport.
Așa-numitele sisteme de alimentare cu energie termică, care transformă excesul de energie electrică dintr-un sistem fotovoltaic în căldură, nu sunt încă foarte răspândite în Germania. Datorită dezbaterii climatice actuale, acestea ar putea juca un rol mai mare în viitor.
Exemple de încălzire hibridă
Tabelul următor vă arată opțiunile disponibile pentru încălzirea hibridă. În secțiunile următoare veți găsi o descriere a tehnologiilor respective.
|
Sistem de încălzire regenerativă |
Sistem de încălzire de susținere |
|---|---|
|
Solar termic |
Încălzire pe gaz |
|
Pompa de caldura |
Încălzirea cu ulei |
|
Vatră |
|
|
Încălzirea peletelor |
|
|
Centrală termică de tip bloc |
|
|
Termoficare |
Sistem regenerativ de încălzire: solar termic
Cu energia solară termică, folosiți energia soarelui pentru a încălzi apa. Un sistem solar termic conține următoarele componente:
- Colectoare solare Colectoarele
solare constau din colectoare plate sau tubulare cu un strat absorbant care absoarbe energia solară în mod eficient. Colectoarele cu plăci plate sunt panouri pătrate cu un strat protector de sticlă. Pe de altă parte, cu colectoarele de tuburi există un vid între absorbant și sticlă. În ambele cazuri există țevi sub stratul absorbant. Acestea conțin un amestec de apă și un antigel. Căldura soarelui încălzește acest lichid până la 95 de grade Celsius. - Schimbătoare de căldură
Acestea transferă căldura din fluidul solar în apa de încălzire sau în apa de serviciu. În funcție de sistem, acestea sunt fie tuburi în formă de spirală integrate în rezervorul de stocare (schimbătoare de căldură interne), fie schimbătoare de căldură cu plăci care se află în exterior (schimbătoare de căldură externe). - Depozitare Depozitarea
tamponului este o parte integrantă a oricărui sistem solar termic. Apa medie stochează căldura furnizată timp de câteva zile și o face disponibilă atunci când este necesar. Într-o casă unifamilială, rezervorul de stocare conține de obicei 400 până la 1.000 de litri de apă. - Pompa
de circulație Pompa de circulație acționată electric mută fluidul solar de-a lungul circuitului. Dacă rezervorul de stocare este plin sau dacă nu există căldură disponibilă, acesta nu va funcționa.
Așa funcționează energia termică solară.
Sistem de încălzire regenerativă: pompe de căldură
O pompă de căldură este o mașină termodinamică. Folosește proprietatea unor gaze pentru a se evapora chiar și la temperaturi scăzute. Așa-numitul agent frigorific absoarbe căldura din mediu (rezervor) și o eliberează la un nivel superior în interiorul casei. Procesul constă din patru pași:
- Un compresor comprimă agentul frigorific la o presiune ridicată. Agentul frigorific se încălzește, dar rămâne gazos.
- Agentul frigorific își transferă căldura către un schimbător de căldură și lichefiază. La rândul său, schimbătorul de căldură încălzește un mediu. În funcție de designul pompei de căldură, acesta este fie aer, fie apă.
- O supapă de expansiune readuce agentul frigorific la presiunea inițială și se evaporă din nou.
- Agentul frigorific vaporos și rece absoarbe căldura din mediu prin intermediul unui al doilea schimbător de căldură.
Știați? Frigiderele folosesc același principiu ca și pompele de căldură. Agentul frigorific se evaporă și elimină căldura din interiorul frigiderului. Al doilea schimbător de căldură eliberează căldura în aerul ambiant.
Cu cât diferența de temperatură dintre rezervor și interior este mai mică, cu atât pompa de căldură funcționează mai eficient.
În funcție de sursa de căldură și mediu, pompele de căldură sunt împărțite în următoarele categorii:
- Pompa de căldură aer-apă
Acest sistem folosește căldura ambientală pentru a încălzi apa menajeră din sistemul de încălzire. Prin urmare, poate fi conectat la sistemul de încălzire existent și este mai ieftin decât celelalte variante. Cu toate acestea, eficiența scade considerabil la temperaturi exterioare scăzute. - Pompe de căldură saramură-apă Pompa de căldură
geotermală este cea mai eficientă, deoarece folosește energia geotermală care este întotdeauna disponibilă. Pentru aceasta sunt necesare sonde geotermale adânci de 100 de metri sau colectoare geotermale. Gradul ridicat de eficiență este compensat de planificarea complexă, autorizațiile necesare sondelor și costurile ridicate. - Pompa de căldură apă-apă
Aici pompa de căldură preia căldura dintr-un rezervor de apă. O pompă separată de puț conduce apa de la adâncimi de până la 20 de metri la suprafață. - Pompa de căldură aer-aer
Un astfel de sistem de încălzire necesită un sistem de ventilație. Pompa de căldură folosește un schimbător de căldură cu plăci pentru a transfera aerul primit (aerul de alimentare) la căldura din aerul care curge (aerul evacuat). Prin urmare, pompa de căldură aer-aer nu este o mașină termodinamică în sens strict, deoarece funcționează fără agent frigorific. Este potrivit în special pentru casele pasive.
O pompă de căldură reversibilă cu tehnologie invertor poate fi utilizată și pentru răcire vara.
Istorie și distribuție în Germania
Colectoarele solare nu sunt o invenție nouă. Chiar și grecii antici au încercat să concentreze razele soarelui și să le folosească pentru a încălzi obiecte. În secolul al XVIII-lea, omul de știință naturală Horace-Benedict de Saussure a construit primul colector solar. Odată cu revoluția industrială și apariția combustibililor fosili, utilizarea energiei solare a fost inițial neinteresantă. Abia după criza petrolului din anii 1970, cercetătorii au început să se lupte cu conceptul de energie solară termică.
În schimb, invenția pompei de căldură a avut loc în urmă cu doar 100 de ani. Primele sisteme de răcire au intrat pe piață în SUA în anii 1920 și au servit și ca pompe de căldură iarna. Elveția a fost un pionier în Europa. Încă de la sfârșitul anilor 1930, pompele de căldură sau sistemele hibride încălzeau spațiile publice acolo.
De când economisirea dioxidului de carbon s-a mutat în centrul politicii, sistemele hibride de încălzire s-au răspândit și în această țară datorită subvențiilor guvernamentale. În 2000, mai puțin de un procent din clădirile noi din Germania dispuneau de o pompă de căldură. În 2018 era deja 41%. Împreună cu Suedia, Danemarca și Austria, Germania conduce statisticile privind producția pompelor de căldură instalate.
Cerințe pentru instalarea încălzirii hibride
În funcție de tehnologia și configurația încălzirii dvs. hibride, ar trebui să luați în considerare cerințele necesare.
Cerințe pentru o pompă de căldură
Pentru a combina încălzirea hibridă cu o pompă de căldură apă-apă, aveți nevoie de apă freatică de bună calitate la o adâncime de cel mult 20 de metri. Dacă apa este prea puternic contaminată cu solide sau fier, durata de viață a pompei de căldură va avea de suferit. Dacă rezervorul de apă este prea adânc, forarea este prea costisitoare. În plus, trebuie să arătați un permis de la Autoritatea de Apă inferioară înainte de foraj.
Există cerințe similare pentru o pompă de căldură apă saramură. Pentru varianta cu sonde geotermale, aveți nevoie de un permis de la autoritatea minieră locală și de la autoritatea de apă inferioară, dacă ați putea întâlni apele subterane în timpul forării. Un permis nu este permis în zonele de protecție a apei potabile. Dacă optați pentru colectoare geotermale, instalația este mai puțin birocratică, dar aveți nevoie de mult spațiu. De regulă, ar trebui să înmulțiți spațiul de locuit cu două.
O pompă de căldură aer-aer este un tip de sistem de aer condiționat care oferă prospețime vara și căldură iarna. Cu toate acestea, principiul funcționează numai în clădiri etanșe, cum ar fi case cu consum redus de energie. În clădirile vechi, pierderea de căldură prin anvelopa clădirii este prea mare, astfel încât funcționarea nu merită.
Indiferent de tehnologie, o pompă de căldură este economică numai dacă temperatura de curgere a sistemului de încălzire este sub 45 de grade Celsius. Cu cât diferența de temperatură dintre aerul exterior sau rezervor și apa de încălzire este mai mare, cu atât este mai slabă eficiența sa. Încălzirea prin pardoseală și alte sisteme de încălzire a suprafețelor sunt ideale pentru funcționarea pompei de căldură.
Cerințe pentru energia solară termică
Pentru încălzirea hibridă cu sistem solar termic, aveți nevoie în primul rând de o zonă adecvată pe acoperiș orientată spre sud, sud-est sau sud-vest. Dacă folosiți căldura soarelui pentru încălzire, ar trebui să calculați aproximativ 16 metri pătrați pentru o casă unifamilială cu patru persoane. Cu toate acestea, spațiul exact necesar depinde și de alți factori, cum ar fi pierderile de căldură din casă și sistemul de încălzire. Mini sistemele fotovoltaice sunt potrivite și pentru acoperișuri mai mici sau pentru instalarea pe balcoane și terase.
Generarea de energie electrică cu puterea soarelui printr-un sistem solar - pentru dvs. și pentru ceilalți - este 100% ecologică.
Sistem de încălzire de susținere
Alegerea sistemului optim de încălzire cu combustibil în combinație cu o pompă de căldură sau un sistem solar termic pentru încălzire hibridă depinde, de asemenea, de mai multe criterii. De exemplu, pentru un sistem de încălzire a peletelor, aveți nevoie de o cameră pentru depozitarea peletelor. Încălzirea prin condensare cu gaz economisește spațiu, dar la fel ca în cazul încălzirii urbane, trebuie să fie posibilă conectarea la rețeaua locală. Pentru încălzirea cu ulei este necesar un rezervor.
Sfat: comparați eficiența, cerințele și costurile încălzirii hibride cu alte tipuri de încălzire dintr-o privire.
Eficiență și beneficii ale încălzirii hibride
Încălzirea hibridă funcționează extrem de eficient și economic. Încălzirea cu combustibil este utilizată numai atunci când sistemul solar termic sau pompa de căldură nu furnizează suficientă căldură. Cu un sistem de încălzire hibrid bine planificat, puteți economisi până la 40% din costurile de încălzire.
Un alt motiv pentru încălzirea hibridă este independența mai mare față de combustibilii fosili. Este adevărat că nu este posibil să renunțați complet la încălzirea cu combustibil în zona noastră climatică. Cu toate acestea, puteți acoperi o parte din necesitățile dvs. de încălzire cu energii regenerabile și sunteți mai puțin afectați de fluctuațiile de preț de pe piața energiei. În cele din urmă, un sistem de încălzire hibrid economisește emisiile de CO 2 . Din acest motiv, statul recompensează schimbarea.
Eficiența unei pompe de căldură
Producătorii de pompe de căldură indică eficiența sistemelor în factorii de performanță anuali (JAZ). Pur și simplu, factorul de performanță anual exprimă relația dintre energia utilizată pentru funcționarea compresorului (electricitate) și căldura utilă furnizată. Un factor anual de performanță de 4 înseamnă că 100 kilowati oră de energie electrică produce 400 kilowati oră de căldură.
Prin urmare, factorul anual de performanță este o măsură a eficienței pompei de căldură. Pompele de căldură apă-apă cu un coeficient mediu anual de performanță de 5 au cele mai bune performanțe aici. Pompele de căldură saramură cu apă cu sonde geotermale sunt aproape de la 4 la 4,5. Pompele de căldură aer-apă, pe de altă parte, au de obicei un coeficient de performanță anual de 3,5.
Eficiența încălzirii lemnului
Sistemele moderne de încălzire a lemnului reprezintă o opțiune ecologică pentru a completa sistemul solar termic sau pompa de căldură. În plus față de sobele clasice cu lemne, sunt disponibile, de asemenea, sisteme de încălzire a gazelor de lemn, pelete sau așchii de lemn.
Această sobă cu pelete în design clasic are o înălțime de doar 80 cm și are deja o priză de fum.
Eficiența încălzirii solare
În medie, un sistem solar termic asigură între 30 și 35 la sută din energia necesară pentru încălzire. Funcționează cel mai eficient primăvara și toamna, când sunt încă multe ore de soare.
Parametrii precum înclinația și orientarea acoperișului, precum și locația geografică influențează performanța încălzirii solare. Tehnologia sistemului este, de asemenea, decisivă. Dacă utilizați sistemul solar termic pentru încălzire, merită, prin urmare, să investiți în colectoarele de tuburi de vid mai scumpe, dar mai eficiente.
Eficiența încălzirii cu ulei și gaz
Datorită tehnologiei de condensare, sistemele moderne de încălzire cu petrol și gaz economisesc în mod deosebit și realizează eficiențe de 90% sau mai mult. Spre deosebire de cazanele convenționale, cazanele cu condensare utilizează căldura din gazele de ardere condensate care altfel scapă prin coș. Gazul natural, în special, este considerat un combustibil cu emisii reduse de CO 2 în combinație cu un cazan cu condensare .
Sistemele de încălzire cu ulei cu tehnologie de condensare pot fi instalate în continuare până la sfârșitul anului 2025. Cu toate acestea, toate subvențiile de stat s-au încheiat la 31 decembrie 2019. Sistemele moderne pot fi în continuare valoroase ca parte a unui sistem de încălzire hibrid.
Costuri de încălzire hibridă
Prețul de achiziție și costurile de instalare pentru un încălzitor hibrid depind de varianta selectată și de cerințele dvs. de încălzire. Tabelul următor oferă o prezentare generală a costurilor medii de cumpărare, dezvoltare și întreținere pentru un sistem într-o casă unifamilială. Pe lângă aceste cheltuieli, trebuie să luați în considerare și cheltuielile pentru combustibil (petrol, gaz sau lemn) sau utilizarea încălzirii urbane.
|
Tipul de încălzire |
costul de achiziție |
Costuri de dezvoltare |
|
|---|---|---|---|
|
Sistemul solar termic |
în jur de 6.000 de euro |
1.500 la 3.000 de euro |
150 - 250 euro |
|
|
5.000 - 10.000 euro |
2.000 - 6.000 de euro |
50 - 100 euro |
|
|
4.000 - 10.000 de euro |
500 - 2.000 de euro |
50 - 100 euro |
|
|
6.000 - 12.000 euro |
De la 4.000 de euro |
50 - 100 euro |
|
|
8.000 - 12.000 euro |
De la 7.000 de euro |
50 - 100 euro |
|
|
8.000 - 12.000 euro |
De la 3.500 de euro |
50 - 100 euro |
|
Încălzire cu condens de ulei |
6.000 până la 9.000 de euro |
1.000 - 2.500 de euro |
150 - 250 euro |
|
Încălzire cu condensare de gaz |
3.000 la 6.000 de euro |
1.000 - 2.500 de euro |
100 - 250 euro |
|
Încălzirea peletelor |
10.000 - 15.000 euro |
1.000 - 2.500 de euro |
150 - 250 euro |
|
Centrală termică de tip bloc |
De la 15.000 de euro |
De la 5.000 de euro |
350 - 500 euro |
Reglementări legale și subvenții
Începând cu 1 ianuarie 2020, Oficiul Federal pentru Economie și Controlul Exporturilor (BAFA) promovează sistemele solare termice atât în clădirile noi, cât și în cele existente, cu până la 30% din costurile de achiziție, ca parte a pachetului climatic 2020. Condițiile preliminare sunt un randament calculat de cel puțin 525 kilowatti oră pe metru pătrat pe an, o zonă suficientă de colector și un rezervor de stocare tampon cu capacitate suficientă.
Dacă instalați un sistem de încălzire hibrid cu o pompă de căldură plus combinație de gaze, veți primi, de asemenea, o subvenție de până la 30 la sută din prețul de achiziție, inclusiv costurile de instalare și punere în funcțiune. Dacă schimbați un încălzitor de ulei cu un încălzitor hibrid, bonusul BAFA crește până la 40% din costurile suportate.
