Ogrzewanie hybrydowe: zalety, koszty i możliwości finansowania”,

Ogrzewanie hybrydowe łączy konwencjonalną, opalaną paliwem technologię ogrzewania z fotowoltaiką lub pompą ciepła. Częściowy system ogrzewania hybrydowego na paliwo zapewnia wystarczającą moc, zwłaszcza w późnych miesiącach zimowych.  Stosowane jest ogrzewanie olejowe, ogrzewanie gazowe, ogrzewanie kominkiem lub pelletem.
Ogrzewanie hybrydowe może zatem opierać się na kilku systemach grzewczych i wykorzystuje zalety obu systemów. Najbardziej zrównoważony system, czyli system zasilany energią słoneczną lub pompa ciepła, zawsze ma pierwszeństwo. Jeśli regeneracyjny system ogrzewania nie działa już optymalnie, przejmuje ogrzewanie paliwowe. W zależności od konstrukcji systemy dostarczają ciepło do zasobnika buforowego równolegle lub pracują tylko oddzielnie od siebie.

Zasobniki buforowe można podłączyć do systemów solarnych, pomp ciepła i paliwowych systemów grzewczych.

Zdjęcie: Vaillant

Oprócz przedstawionych tutaj opcji możliwe są również inne kombinacje, w tym do trzech rodzajów ogrzewania. Na przykład możesz obsługiwać pompę ciepła z energią elektryczną z systemu fotowoltaicznego, a także mieć gotowy grzejnik gazowy jako wsparcie.
Tak zwane systemy power-to-heat, które zamieniają nadmiar energii elektrycznej z systemu fotowoltaicznego na ciepło, nie są jeszcze bardzo rozpowszechnione w Niemczech. W związku z obecną debatą klimatyczną mogą odegrać większą rolę w przyszłości.

Przykłady ogrzewania hybrydowego

Poniższa tabela przedstawia opcje dostępne dla ogrzewania hybrydowego. W kolejnych sekcjach znajdziesz opis odpowiednich technologii.

Regeneracyjny system grzewczy

Wspomagający system grzewczy

Słoneczna termiczna

Ogrzewanie gazowe

Pompa ciepła

Ogrzewanie olejowe

Piec kominkowy

Ogrzewanie pelletem

Jednostka kogeneracyjna

Ciepłownictwo

Regeneracyjny system grzewczy: słoneczna termiczna

Dzięki słonecznej energii cieplnej wykorzystujesz energię słoneczną do podgrzewania wody. Instalacja solarna składa się z następujących elementów:

  • Kolektory słoneczne
    Kolektory słoneczne składają się z kolektorów płaskich lub rurowych z warstwą absorbera, która szczególnie efektywnie pochłania energię słoneczną. Kolektory płaskie to kwadratowe panele z ochronną warstwą szkła. Z kolei w kolektorach rurowych pomiędzy absorberem a szkłem panuje podciśnienie. W obu przypadkach pod warstwą absorbera znajdują się rury. Zawierają mieszankę wody i środka przeciw zamarzaniu. Ciecz ta jest podgrzewana do 95 stopni Celsjusza pod wpływem ciepła słonecznego.
     
  • Wymiennik ciepła
    Przenoszą one ciepło z płynu solarnego do wody grzewczej lub wody użytkowej. W zależności od systemu są to rurki spiralne zintegrowane z zasobnikiem (wewnętrzne wymienniki ciepła) lub płytowe wymienniki ciepła umieszczone na zewnątrz (zewnętrzne wymienniki ciepła).
     
  • Składowanie
    Magazyn buforowy jest integralną częścią każdego słonecznego systemu cieplnego. Średnia woda przechowuje dostarczone ciepło przez kilka dni i udostępnia je w razie potrzeby. W domu jednorodzinnym pamięć zwykle zawiera od 400 do 1.000 litrów wody.
     
  • Pompa cyrkulacyjna
    Elektrycznie sterowana pompa obiegowa przemieszcza płyn solarny wzdłuż obwodu. Jeśli zasobnik jest pełny lub nie ma dostępnego ciepła, nie będzie działać.

Tak działa energia słoneczna!.

Zdjęcie: DOM

Regeneracyjny system grzewczy: pompy ciepła

Pompa ciepła to maszyna termodynamiczna. Wykorzystuje właściwość niektórych gazów do parowania nawet w niskich temperaturach. Tak zwany czynnik chłodniczy pochłania ciepło z otoczenia (zbiornika) i oddaje je na wyższym poziomie wewnątrz domu. Proces składa się z czterech kroków:

  1. Sprężarka spręża czynnik chłodniczy do wysokiego ciśnienia. Czynnik chłodniczy nagrzewa się, ale pozostaje w stanie gazowym.
  2. Czynnik chłodniczy przekazuje swoje ciepło do wymiennika ciepła i skrapla. Wymiennik ciepła z kolei ogrzewa medium. W zależności od konstrukcji pompy ciepła jest to powietrze lub woda.
  3. Za pomocą zaworu rozprężnego czynnik chłodniczy powraca do pierwotnego ciśnienia i ponownie odparowuje.
  4. Parowy, zimny czynnik chłodniczy pochłania ciepło z otoczenia za pomocą drugiego wymiennika ciepła.

Czy wiedziałeś? Lodówki działają na tej samej zasadzie co pompy ciepła. Czynnik chłodniczy odparowuje i usuwa ciepło z wnętrza lodówki. Drugi wymiennik ciepła oddaje ciepło do otaczającego powietrza.

Im mniejsza różnica temperatur między zbiornikiem a wnętrzem, tym wydajniej pracuje pompa ciepła.

Zdjęcie: DOM

W zależności od źródła ciepła i medium, pompy ciepła dzielą się na następujące kategorie:

  • Pompa ciepła powietrze/woda
    Ten system wykorzystuje ciepło otoczenia do podgrzewania wody użytkowej w systemie grzewczym. Dzięki temu można go podłączyć do istniejącego systemu grzewczego i jest tańszy niż inne warianty. Jednak wydajność znacznie spada przy niskich temperaturach zewnętrznych.
     
  • Pompa ciepła solanka/woda
    Geotermalna pompa ciepła jest najbardziej wydajna, ponieważ wykorzystuje zawsze dostępną energię geotermalną. Wymagane są do tego sondy geotermalne o głębokości 100 metrów lub kolektory geotermalne. Wysoki poziom wydajności rekompensowany jest kompleksowym planowaniem, niezbędnymi pozwoleniami na sondy oraz wysokimi kosztami.
     
  • Pompa ciepła woda-woda
    Tutaj pompa ciepła pobiera ciepło ze zbiornika wodnego. Oddzielna pompa studzienna tłoczy wodę z głębokości do 20 metrów na powierzchnię.
     
  • Pompa ciepła powietrze-powietrze
    Taki system ogrzewania wymaga systemu wentylacji. Pompa ciepła wykorzystuje płytowy wymiennik ciepła do przenoszenia powietrza wlotowego (powietrze nawiewane) na ciepło z powietrza wylatującego (powietrze wywiewane).  Pompa ciepła powietrze-powietrze nie jest zatem maszyną termodynamiczną w ścisłym tego słowa znaczeniu, ponieważ pracuje bez czynnika chłodniczego. Szczególnie nadaje się do domów pasywnych.

Odwracalna pompa ciepła z technologią inwerterową może być również używana do chłodzenia latem.

Zdjęcie: Panasonic

Historia i dystrybucja w Niemczech

Kolektory słoneczne nie są nowym wynalazkiem. Starożytni Grecy próbowali skupiać promienie słoneczne i wykorzystywać je do ogrzewania przedmiotów.  W XVIII. W XIX wieku przyrodnik Horace-Benedict de Saussure zbudował pierwszy kolektor słoneczny. Jednak wraz z rewolucją przemysłową i pojawieniem się paliw kopalnych wykorzystanie energii słonecznej było początkowo nieciekawe. Dopiero po kryzysie naftowym w latach 70. badacze zaczęli zmagać się z koncepcją słonecznej energii cieplnej.
Natomiast wynalezienie pompy ciepła nastąpiło dopiero około 100 lat temu. W latach dwudziestych w USA pojawiły się pierwsze systemy chłodzenia, które zimą służyły również jako pompy ciepła. Szwajcaria była pionierem w Europie. Już pod koniec lat 30. pompy ciepła lub systemy hybrydowe ogrzewały tam przestrzenie publiczne.
Odkąd oszczędzanie dwutlenku węgla znalazło się w centrum zainteresowania polityki, hybrydowe systemy grzewcze również rozprzestrzeniły się w tym kraju dzięki dotacjom rządowym. W 2000 roku mniej niż jeden procent nowych budynków w Niemczech posiadało pompę ciepła. W 2018 roku było to już 41 proc. Niemcy razem ze Szwecją, Danią i Austrią prowadzą statystyki dotyczące wydajności zainstalowanych pomp ciepła.

Uzyskaj oferty od ekspertów tutaj:

Wymagania dotyczące instalacji ogrzewania hybrydowego

W zależności od technologii i konfiguracji ogrzewania hybrydowego należy wziąć pod uwagę niezbędne wymagania.

Wymagania dotyczące pompy ciepła

Aby połączyć ogrzewanie hybrydowe z pompą ciepła woda-woda, potrzebujesz dobrej jakości wody gruntowej na głębokości nie większej niż 20 metrów. Jeśli woda jest zbyt mocno zanieczyszczona ciałami stałymi lub żelazem, ucierpi żywotność Twojej pompy ciepła. Jeśli zbiornik wodny jest zbyt głęboki, wiercenie jest zbyt kosztowne. Ponadto przed odwiertem musisz okazać pozwolenie z Dolnego Urzędu Wód.
Podobne wymagania mają pompy ciepła solanka-woda. W przypadku wariantu z sondami geotermalnymi potrzebne jest zezwolenie Gminnego Urzędu Górniczego i dolnego Urzędu Wodnego, jeśli podczas wiercenia można natknąć się na wody gruntowe. Pozwolenie nie jest dozwolone na obszarach ochrony wody pitnej. Jeśli zdecydujesz się na kolektory geotermalne, instalacja jest mniej biurokratyczna, ale potrzebujesz dużo miejsca. Generalną zasadą jest pomnożenie powierzchni mieszkalnej przez dwa.
Pompa ciepła powietrze-powietrze to rodzaj systemu klimatyzacji, który zapewnia świeżość latem i ciepło zimą. Jednak zasada działa tylko w budynkach hermetycznych, takich jak domy niskoenergetyczne. W starych budynkach straty ciepła przez przegrodę budynku są zbyt duże, więc eksploatacja nie jest opłacalna.
Niezależnie od technologii pompa ciepła jest ekonomiczna tylko wtedy, gdy temperatura zasilania instalacji grzewczej jest niższa niż 45 stopni Celsjusza. Im większa różnica temperatur między powietrzem zewnętrznym lub zasobnikiem a wodą grzewczą, tym gorsza jest jego sprawność. Ogrzewanie podłogowe i inne systemy ogrzewania płaszczyznowego są idealne do pracy pompy ciepła.

Wymagania dotyczące słonecznej energii cieplnej

Do ogrzewania hybrydowego z systemem solarnym potrzebujesz przede wszystkim odpowiedniej powierzchni na dachu skierowanej na południe, południowy wschód lub południowy zachód. Jeśli do ogrzewania wykorzystujesz ciepło słoneczne, to na dom jednorodzinny z czterema osobami należy obliczyć około 16 metrów kwadratowych. Jednak dokładna ilość wymaganej przestrzeni zależy również od innych czynników, takich jak straty ciepła w domu i system grzewczy. Mini systemy fotowoltaiczne nadają się również na mniejsze dachy lub do ustawienia na balkonach i tarasach.

Wytwarzanie energii elektrycznej mocą słońca za pomocą systemu solarnego – dla siebie i dla innych – jest w 100% ekologiczne.

Zdjęcie: iStock / AndreasWeber

Wspomagający system grzewczy

Wybór optymalnego systemu grzewczego opalanego paliwem w połączeniu z pompą ciepła lub solarnym systemem grzewczym do ogrzewania hybrydowego zależy również od kilku kryteriów. Na przykład w przypadku systemu ogrzewania pelletem potrzebne jest pomieszczenie do przechowywania pelletu. Gazowe ogrzewanie kondensacyjne to oszczędność miejsca, ale podobnie jak w przypadku sieci ciepłowniczych, musi być możliwe podłączenie do sieci lokalnej. Do podgrzewania oleju wymagany jest zbiornik.
Wskazówka: Porównaj w skrócie wydajność, wymagania i koszty ogrzewania hybrydowego z innymi rodzajami ogrzewania.

Wydajność i zalety ogrzewania hybrydowego

Ogrzewanie hybrydowe działa niezwykle wydajnie i ekonomicznie. Ogrzewanie paliwowe jest stosowane tylko wtedy, gdy instalacja solarna lub pompa ciepła nie zapewniają wystarczającej ilości ciepła. Dzięki dobrze zaplanowanemu hybrydowemu systemowi grzewczemu możesz zaoszczędzić do 40 procent kosztów ogrzewania.
Innym powodem ogrzewania hybrydowego jest większa niezależność od paliw kopalnych. To prawda, że ​​w naszej strefie klimatycznej nie można całkowicie zrezygnować z ogrzewania paliwowego. Możesz jednak pokryć część swojego zapotrzebowania na ogrzewanie energią odnawialną i jesteś mniej podatny na wahania cen na rynku energii. Ostatecznie hybrydowy system grzewczy pozwala na zmniejszenie emisji CO2. Z tego powodu państwo nagradza zmianę.

Sprawność pompy ciepła

Producenci pomp ciepła wskazują wydajność systemów w rocznych wskaźnikach wydajności (JAZ). Mówiąc prościej, roczny współczynnik wydajności wyraża stosunek między energią zużytą do działania sprężarki (energia elektryczna) a dostarczonym ciepłem użytkowym. Roczny współczynnik wydajności równy 4 oznacza, że ​​100 kilowatogodzin energii elektrycznej wytwarza 400 kilowatogodzin ciepła.
Roczny współczynnik wydajności jest zatem punktem odniesienia dla wydajności pompy ciepła. Najlepiej sprawdzają się tutaj pompy ciepła woda/woda o średnim rocznym współczynniku wydajności wynoszącym 5. Pompy ciepła solanka/woda z sondami geotermalnymi mają temperaturę bliską od 4 do 4,5. Z drugiej strony pompy ciepła powietrze-woda mają zwykle roczny współczynnik wydajności 3,5.

Efektywność ogrzewania drewna

Nowoczesne systemy ogrzewania drewnem stanowią ekologiczną opcję uzupełnienia systemu solarnego lub pompy ciepła. Oprócz klasycznych pieców opalanych drewnem dostępne są również gazyfikatory drewna, systemy grzewcze na pellet lub zrębki.

Ten piec na pellet w klasycznym stylu ma tylko 80 cm wysokości i posiada już wylot dymu.

Efektywność ogrzewania słonecznego

Instalacja solarna dostarcza średnio od 30 do 35 procent wymaganej energii grzewczej. Najskuteczniej działa wiosną i jesienią, kiedy jest jeszcze wiele godzin słonecznych.
Parametry takie jak nachylenie i orientacja dachu oraz położenie geograficzne wpływają na wydajność ogrzewania słonecznego. Decydująca jest również technologia systemu. Jeśli wykorzystujesz system solarny do celów grzewczych, warto zatem zainwestować w droższe, ale wydajniejsze kolektory próżniowe.

Sprawność ogrzewania olejem i gazem

Dzięki technologii kondensacji nowoczesne systemy ogrzewania olejowego i gazowego są szczególnie energooszczędne i osiągają sprawność na poziomie 90 procent i powyżej. W przeciwieństwie do konwencjonalnych kotłów, kotły kondensacyjne wykorzystują ciepło z kondensujących spalin, które w innym przypadku ucieka przez komin na zewnątrz. W szczególności gaz ziemny jest uważany za paliwo o niskiej emisji CO2 w połączeniu z kotłem kondensacyjnym.
Systemy ogrzewania olejowego z technologią kondensacyjną mogą być jeszcze instalowane do końca 2025 r. Jednak wszystkie dotacje państwowe zakończyły się w grudniu.12.2019. Nowoczesne systemy mogą nadal być opłacalne jako część hybrydowego systemu grzewczego.

Zalety, wady i koszty Ogrzewanie kondensacyjne: Różne możliwości We współpracy z Ucz się więcej

Koszty ogrzewania hybrydowego

Cena zakupu i koszty montażu nagrzewnicy hybrydowej zależą od wybranego wariantu i Twoich wymagań grzewczych. Poniższa tabela zawiera zestawienie średnich kosztów zakupu, rozwoju i utrzymania systemu w domu jednorodzinnym. Oprócz tych wydatków musisz również wziąć pod uwagę wydatki na paliwo (olej, gaz lub drewno) lub korzystanie z sieci ciepłowniczej.

Rodzaj ogrzewania

Koszt nabycia

Koszty rozwoju

Przeciętny
Koszty utrzymania / rok

Solarny system cieplny

około 6.000 euro

1.500 do 3.000 euro

150 do 250 euro

Powietrze do powietrza-
Pompa ciepła

5.000 do 10.000 euro

2.000 do 6.000 euro

50 do 100 euro

Powietrze woda-
Pompa ciepła

4.000 do 10.000 euro

500 do 2.000 euro

50 do 100 euro

Woda woda-
Pompa ciepła

6.000 do 12.000 euro

Od 4.000 euro

50 do 100 euro

Woda solankowa-
Pompa ciepła z
Sondy geotermalne

ósmy.000 do 12.000 euro

Od 7.000 euro

50 do 100 euro

Woda solankowa-
Pompa ciepła z
Kolektory geotermalne

ósmy.000 do 12.000 euro

Od 3.500 euro

50 do 100 euro

Ogrzewanie kondensacyjne oleju

6.000 do 9.000 euro

1.000 do 2.500 euro

150 do 250 euro

Ogrzewanie gazowe kondensacyjne

3.000 do 6.000 euro

1.000 do 2.500 euro

100 do 250 euro

Ogrzewanie pelletem

10.000 do 15.000 euro

1.000 do 2.500 euro

150 do 250 euro

Jednostka kogeneracyjna

Od 15.000 euro

Od 5.000 euro

350 do 500 euro

Regulacje prawne i dotacje

Od 01.01.W 2020 r. Federalny Urząd Gospodarki i Kontroli Eksportu (BAFA) finansuje systemy solarne zarówno w nowych, jak i istniejących budynkach do 30% kosztów zakupu w ramach pakietu klimatycznego 2020. Warunkiem jest obliczona wydajność co najmniej 525 kilowatogodzin na metr kwadratowy rocznie, wystarczająca powierzchnia kolektora i zbiornik buforowy o wystarczającej pojemności.
Jeśli zainstalujesz hybrydowy system grzewczy z kombinacją pompa ciepła plus gaz, otrzymasz również dotację nawet do 30 procent ceny zakupu wraz z kosztami montażu i uruchomienia. W przypadku wymiany nagrzewnicy olejowej na nagrzewnicę hybrydową premia BAFA wzrasta nawet do 40 procent poniesionych kosztów.

Zostaw Swój Komentarz

Please enter your comment!
Please enter your name here