Хибридното отопление комбинира възобновяеми енергии с изкопаеми горива. Поради техния положителен екобаланс, държавата поддържа както слънчеви топлинни системи, така и термопомпи. Какви други предимства има хибридното отопление?
Хибридно отопление: най-важните неща с един поглед
- Хибридната отоплителна система съчетава отоплителна система от възобновяеми енергийни източници с отоплителна система, работеща с гориво. Термопомпа или слънчева топлинна система работят заедно с втора, поддържаща отоплителна система, ако е необходимо, така че да има достатъчно топлина дори през зимата.
- Като подпомагащо отопление са възможни отопление с газ, петрол или дърва, комбинирана топлоелектрическа централа или централно отопление.
- Както топлината от соларната термична система / термопомпа, така и тази от отоплителната система, работеща с гориво, използват топлообменник за нагряване на отоплителната вода в буферен резервоар. По този начин енергията не се губи, ако не е необходима веднага.
- За слънчева термична система се нуждаете от достатъчно голяма и идеално ориентирана към юг площ на покрива. За рентабилността на термопомпата обаче ниската температура на отоплителния поток е от решаващо значение.
- Финансиране: Като част от климатичния пакет за 2020 г. държавата субсидира закупуването на хибридни отоплителни системи.
Какво е хибриден нагревател?
Хибридното отопление комбинира конвенционална технология за отопление с гориво с фотоволтаици или термопомпа. Задвижваната с гориво частична система на хибридното отопление гарантира наличието на достатъчно мощност, особено в края на зимните месеци. Използват се маслени отоплителни системи, газови отоплителни системи, камини или пелетни отоплителни системи.
Следователно хибридното отопление може да се върне към няколко отоплителни системи и използва предимствата на двете системи. Най-устойчивата система, т.е. слънчевата система или термопомпата, винаги има приоритет. Ако системата за регенеративно отопление вече не работи оптимално, отоплението с гориво поема. В зависимост от дизайна, системите подават топлина в буферното хранилище паралелно или работят само отделно една от друга.
Буферните резервоари могат да бъдат свързани към слънчеви топлинни системи, термопомпи и отоплителни системи, работещи с гориво.
В допълнение към представените тук опции са възможни и други комбинации, включително до три вида отопление. Например, можете да управлявате термопомпа с електричеството от вашата фотоволтаична система и да имате готов газов нагревател като опора.
Така наречените системи за захранване, които преобразуват излишното електричество от фотоволтаична система в топлина, все още не са много разпространени в Германия. Поради настоящия дебат относно климата, те може да играят по-голяма роля в бъдеще.
Примери за хибридно отопление
Следващата таблица ви показва опциите, налични за хибридно отопление. В следващите раздели ще намерите описание на съответните технологии.
|
Регенеративна отоплителна система |
Поддържаща отоплителна система |
|---|---|
|
Слънчева топлина |
Отопление на газ |
|
Топлинна помпа |
Отопление на масло |
|
Пожарна |
|
|
Отопление на пелети |
|
|
Блок тип ТЕЦ |
|
|
Топлофикация |
Регенеративна отоплителна система: слънчева топлинна
Със слънчевата топлинна енергия вие използвате слънчевата енергия за нагряване на вода. Слънчевата термична система съдържа следните компоненти:
- Слънчеви колектори
Слънчевите колектори се състоят от плоски или тръбни колектори с абсорбиращ слой, който абсорбира слънчевата енергия особено ефективно. Колекторите с плоски плочи са квадратни панели със защитен стъклен слой. В тръбните колектори обаче има вакуум между абсорбера и стъклото. И в двата случая под абсорбиращия слой има тръби. Те съдържат смес от вода и антифриз. Слънчевата топлина загрява тази течност до 95 градуса по Целзий. - Топлообменници
Те пренасят топлината от слънчевата течност към отоплителната вода или към сервизната вода. В зависимост от системата те представляват или спираловидни тръби, интегрирани в резервоара за съхранение (вътрешни топлообменници), или плоча топлообменници, които са разположени отвън (външни топлообменници). - Съхранение
Буферното съхранение е неразделна част от всяка слънчева термична система.Средната вода съхранява топлината, предоставена за няколко дни, и я прави достъпна, когато е необходимо. В еднофамилна къща резервоарът за съхранение обикновено съдържа 400 до 1000 литра вода. - Циркулационна помпа
Електрическата циркулационна помпа движи слънчевата течност по веригата. Ако резервоарът за съхранение е пълен или ако няма налична топлина, той няма да работи.
Ето как работи слънчевата топлина.
Регенеративна отоплителна система: термопомпи
Термопомпата е термодинамична машина. Той използва свойството на някои газове да се изпаряват дори при ниски температури. Така нареченият хладилен агент поема топлината от околната среда (резервоара) и я освобождава на по-високо ниво в къщата. Процесът се състои от четири стъпки:
- Компресор компресира хладилния агент до високо налягане. Хладилният агент се загрява, но остава газообразен.
- Хладилният агент прехвърля топлината си към топлообменник и се втечнява. Топлообменникът от своя страна загрява среда. В зависимост от конструкцията на термопомпата това е или въздух, или вода.
- Разширителен клапан връща хладилния агент до първоначалното му налягане и отново се изпарява.
- Парообразният, студен хладилен агент абсорбира топлината от околната среда посредством втори топлообменник.
Знаеше ли? Хладилниците използват същия принцип като термопомпите. Хладилният агент се изпарява и отвежда топлината от вътрешната страна на хладилника. Вторият топлообменник отделя топлината в околния въздух.
Колкото по-малка е температурната разлика между резервоара и вътрешността, толкова по-ефективно работи термопомпата.
В зависимост от източника на топлина и средата, термопомпите се разделят на следните категории:
- Термопомпа въздух-вода
Тази система използва околната топлина за затопляне на битовата вода в отоплителната система. Следователно той може да бъде свързан към съществуващата отоплителна система и е по-евтин от другите варианти. Ефективността обаче спада значително при ниски външни температури. - Термопомпи за саламура-вода
Геотермалната термопомпа е най-ефективна, тъй като използва геотермалната енергия, която е винаги на разположение. За това са необходими или геотермални сонди с дълбочина 100 метра, или геотермални колектори. Високата ефективност се компенсира от сложно планиране, необходими разрешителни за сондите и високи разходи. - Термопомпа вода-вода
Тук термопомпата отнема топлината от воден резервоар. Отделна помпа за кладенец задвижва водата от дълбочини до 20 метра към повърхността. - Термопомпа въздух-въздух
Такава отоплителна система изисква вентилационна система. Термопомпата използва плоча топлообменник за пренос на входящия въздух (подаващ въздух) към топлината от изходящия въздух (отработен въздух). Следователно термопомпата въздух-въздух не е термодинамична машина в строгия смисъл, тъй като работи без хладилен агент. Той е особено подходящ за пасивни къщи.
За охлаждане през лятото може да се използва и обратима термопомпа с инверторна технология.
История и разпространение в Германия
Слънчевите колектори не са ново изобретение. Дори древните гърци са се опитвали да фокусират слънчевите лъчи и да ги използват за затопляне на предмети. През 18 век естественият учен Хорас-Бенедикт дьо Сосюр построява първия слънчев колектор. С индустриалната революция и появата на изкопаеми горива използването на слънчева енергия първоначално беше безинтересно. Едва след петролната криза през 70-те години изследователите започват да се борят с концепцията за слънчева топлинна енергия.
За разлика от това, изобретението на термопомпата е само преди около 100 години. Първите охладителни системи излизат на пазара в САЩ през 20-те години на миналия век и също служат като термопомпи през зимата. Швейцария беше пионер в Европа. Още в края на 30-те години на миналия век термопомпи или хибридни системи отопляват обществени пространства там.
Тъй като спестяването на въглероден диоксид се премести във фокуса на политиката, хибридните отоплителни системи също се разпространиха в тази страна благодарение на държавните субсидии. През 2000 г. по-малко от един процент от новите сгради в Германия имаха термопомпа. През 2018 г. вече беше 41 процента. Заедно със Швеция, Дания и Австрия, Германия води статистиката относно производителността на инсталираните термопомпи.
Изисквания за инсталиране на хибридно отопление
В зависимост от технологията и конфигурацията на вашето хибридно отопление, трябва да вземете предвид необходимите изисквания.
Изисквания за термопомпа
За да комбинирате хибридно отопление с термопомпа вода-вода, имате нужда от подземни води с добро качество на дълбочина не повече от 20 метра. Ако водата е твърде силно замърсена с твърди вещества или желязо, експлоатационният живот на вашата термопомпа ще пострада. Ако резервоарът за вода е твърде дълбок, сондажът е твърде скъп. Освен това, преди сондажи трябва да представите разрешение от Долната власт.
Съществуват подобни изисквания за термопомпата със солена вода. За варианта с геотермални сонди се нуждаете от разрешение от местната минна администрация и от долната власт, ако можете да попаднете на подпочвени води по време на сондажа. Разрешението е изключено в зоните за защита на питейната вода. Ако изберете геотермални колектори, инсталацията е по-малко бюрократична, но се нуждаете от много място. Като обикновено правило трябва да умножите жилищното пространство по две.
Термопомпата въздух-въздух е вид климатична система, която осигурява свежест през лятото и топлина през зимата. Принципът обаче работи само в херметически затворени сгради като нискоенергийни къщи. В старите сгради топлинните загуби през обвивката на сградата са твърде високи, така че експлоатацията не си струва.
Независимо от технологията, термопомпата е икономична само ако температурата на подаване на отоплителната система е под 45 градуса по Целзий. Колкото по-голяма е температурната разлика между външния въздух или резервоара и отоплителната вода, толкова по-лоша е ефективността му. Подово отопление и други системи за повърхностно отопление са идеални за работа с термопомпа.
Изисквания за слънчева топлинна енергия
За хибридна отоплителна система със слънчева топлинна система се нуждаете предимно от подходяща зона на покрива в посока юг, югоизток или югозапад. Ако използвате слънчевата топлина за отопление, трябва да изчислите около 16 квадратни метра за еднофамилна къща с четирима души. Точното необходимо пространство обаче зависи и от други фактори като топлинни загуби в къщата и отоплителната система. Мини фотоволтаичните системи са подходящи и за по-малки покриви или за изграждане на балкони и тераси.
Генерирането на електричество със силата на слънцето чрез слънчева система - за себе си и за другите - е 100 процента екологично.
Поддържаща отоплителна система
Изборът на оптималната отоплителна система, работеща с гориво, в комбинация с термопомпа или слънчева термична система за хибридно отопление също зависи от няколко критерия. Например за система за отопление на пелети имате нужда от стая за съхранение на пелетите. Газовото кондензиращо отопление спестява място, но точно както при централното отопление, трябва да има възможност за свързване към локалната мрежа. За отопление на маслото е необходим резервоар.
Съвет: Сравнете ефективността, изискванията и разходите на хибридното отопление с други видове отопление с един поглед.
Хибридна отоплителна ефективност и предимства
Хибридното отопление работи изключително ефективно и икономично. Отоплението с гориво се използва само когато слънчевата топлинна система или термопомпата не осигуряват достатъчно топлина. С добре планираната хибридна отоплителна система можете да спестите до 40 процента от разходите си за отопление.
Друга причина за хибридното отопление е по-голямата независимост от изкопаемите горива. Вярно е, че не е възможно напълно да се откажем от отоплението, работещо с гориво, в нашата климатична зона. Можете обаче да покриете част от вашите нужди за отопление с възобновяеми енергийни източници и сте по-малко засегнати от колебанията на цените на енергийния пазар. В крайна сметка хибридната отоплителна система спестява емисии на CO 2 . Поради тази причина държавата възнаграждава промяната.
Ефективност на термопомпа
Производителите на термопомпи посочват ефективността на системите в годишни коефициенти на ефективност (JAZ). С прости думи, годишният коефициент на ефективност изразява връзката между енергията, използвана за работа на компресора (електричество), и предоставената полезна топлина. Годишният коефициент на ефективност от 4 означава, че 100 киловатчаса електроенергия произвеждат 400 киловатчаса топлина.
Следователно годишният коефициент на ефективност е мярка за ефективността на термопомпата. Тук най-добре се представят термопомпи вода-вода със среден годишен коефициент на ефективност 5. Термопомпите вода-саламура-вода с геотермални сонди са близо до 4 до 4,5. Термопомпите въздух-вода, от друга страна, обикновено имат годишен коефициент на ефективност от 3,5.
Ефективност на отопление на дърва
Съвременните отоплителни системи на дърво представляват екологична възможност за допълване на слънчевата топлинна система или термопомпата. В допълнение към класическите печки за изгаряне на дърва се предлагат и газификатори на дърва, системи за отопление на пелети или дървени стърготини.
Тази пелетна камина в класически дизайн е висока само 80 см и вече има изход за дим.
Ефективност на слънчевото отопление
Средно слънчевата термична система осигурява между 30 и 35 процента от необходимата отоплителна енергия. Той работи най-ефективно през пролетта и есента, когато има още много слънчеви часове.
Параметри като наклон и ориентация на покрива, както и географското местоположение влияят върху ефективността на слънчевото отопление. Технологията на системата също е определяща. Ако използвате слънчевата топлинна система за отопление, струва си да инвестирате в по-скъпите, но по-ефективни вакуумни колектори.
Ефективност при отопление на нефт и газ
Благодарение на кондензната технология, модерните системи за отопление с нефт и газ са особено енергоспестяващи и постигат ефективност от 90% и повече. За разлика от конвенционалните котли, кондензационните котли използват топлината на кондензиращите димни газове, които иначе излизат през комина. По-специално природният газ се счита за гориво с ниски емисии на CO 2 в комбинация с кондензен котел .
Системите за отопление с масло с кондензна технология все още могат да бъдат инсталирани до края на 2025 година. Всички държавни субсидии обаче приключиха на 31 декември 2019 г. Съвременните системи все още могат да си струват като част от хибридна отоплителна система.
Хибридни разходи за отопление
Покупната цена и инсталационните разходи за хибриден нагревател зависят от избрания вариант и вашите изисквания за отопление. Следващата таблица предоставя общ преглед на средните разходи за покупка, разработване и поддръжка на система в еднофамилно жилище. В допълнение към тези разходи трябва да вземете предвид и разходите за гориво (петрол, газ или дърва) или използването на централно отопление.
|
Вид отопление |
цена за придобиване |
Разходи за разработка |
Средни |
|---|---|---|---|
|
Слънчева термична система |
около 6000 евро |
1500 до 3000 евро |
150 до 250 евро |
|
|
5000 до 10 000 евро |
2000 до 6000 евро |
50 до 100 евро |
|
|
4000 до 10 000 евро |
500 до 2000 евро |
50 до 100 евро |
|
|
6 000 до 12 000 евро |
От 4000 евро |
50 до 100 евро |
|
|
8 000 до 12 000 евро |
От 7000 евро |
50 до 100 евро |
|
|
8 000 до 12 000 евро |
От 3500 евро |
50 до 100 евро |
|
Масло кондензиращо отопление |
6 000 до 9 000 евро |
1000 до 2500 евро |
150 до 250 евро |
|
Кондензационно отопление с газ |
3000 до 6000 евро |
1000 до 2500 евро |
100 до 250 евро |
|
Отопление на пелети |
10 000 до 15 000 евро |
1000 до 2500 евро |
150 до 250 евро |
|
Блок тип ТЕЦ |
От 15 000 евро |
От 5000 евро |
350 до 500 евро |
Правни разпоредби и субсидии
От 1 януари 2020 г. Федералната служба за икономика и контрол на износа (BAFA) насърчава слънчевите топлинни системи както в нови, така и в съществуващи сгради с до 30% от разходите за придобиване като част от климатичния пакет за 2020 г. Предпоставките са изчислен добив от най-малко 525 киловатчаса на квадратен метър годишно, достатъчна площ на колектора и буферен резервоар за съхранение с достатъчен капацитет.
Ако инсталирате хибридна отоплителна система с термопомпа плюс комбинация от газ, ще получите субсидия до 30 процента от покупната цена, включително разходите за монтаж и пускане в експлоатация. Ако замените масления нагревател за хибриден нагревател, бонусът BAFA се увеличава до 40 процента от направените разходи.