Vergelijkingen tussen infrarood en de nieuwste generatie stralingssystemen

Het systeem bestaat uit een stralend oppervlak (vloer, wand of plafond) waarin, tijdens de bouw van het gebouw, leidingen worden ingebouwd waar door elektrische pompen en regelkleppen de toevoer en stroming van warm water wordt geregeld.

De warmte die van het water naar de omgeving wordt overgedragen wordt in warmtepompsystemen voor een klein deel verkregen uit elektriciteit en voor het grootste deel door warmte te onttrekken aan de buitenlucht door middel van een koelcyclus die de buitenlucht koelt om de warmte naar het water van het lage temperatuur verwarmingscircuit te “pompen”. Het behoeft geen betoog dat in de winter de buitenlucht reeds koeler is en dat daardoor de pomp meer moet presteren om de gevraagde warmte temperatuur te bereiken hetgeen een hoger energie verbruik veroorzaakt.

De COP is de verhouding tussen de afgegeven hoeveelheid warmte tegenover het elektriciteitsverbruik (opgenomen vermogen) van de warmtepomp.

4 KWh thermische energie
–––––––––––––––––––––––– = 4 COP
1 KWh electriciteit

De efficiëntie van het C.O.P. warmtepompsysteem is gedefinieerd (prestatiecoëfficiënt) als de warmte die wordt geproduceerd ten koste van de gebruikte elektriciteit. (C.O.P. “Coefficient of Performance” = 4 betekent dat 1 kWh electriciteit levert 4 kWh thermische energie op: 1 kWh uit elektriciteit en 3 kWh door de buitenlucht te koelen).

De verklaarde COP neemt lineair af met de afname van de buitentemperatuur;

Het fysische principe van de werking van warmtepompen (het koelen van buitenlucht die al koud is in de winter en bovendien erg vochtig in bepaalde Europese landen) leidt onvermijdelijk tot de volgende beperkingen:

– de aangegeven COP neemt lineair af met de afname van de buitentemperatuur (figuur 1)

Trend van de COP van een luchtwarmtepomp in relatie van buitenluchttemperatuur met drie verschillende relatieve vochtigheid

Vergelijking van infrarood- en stralingssystemen – Figuur 1

de COP heeft plotselinge sterke dalingen tussen 0 ÆC en 5 Æ C naarmate de externe vochtigheid stijgt van 50% tot 90% (Figuur 2);

Trend van een correctiecoëfficiënt C 1 van de COP van een luchtwarmtepomp als functie van de buitentemperatuur voor verschillende relatieve vochtigheid.

Vergelijking van infrarood- en stralingssystemen – Figuur 2

Fabrikanten van warmtepompen en warmte-ingenieurs zijn zich terdege bewust van deze limieten en gebruiken daarom corrigerende factoren om het systeem groter te maken en geen verlies aan thermisch comfort te hebben (ten koste van de besparing van jaarlijks energiebeheer):

de COP van een warmtepomp wordt berekend rekening houdend met reductieve corrigerende parameters voor vochtigheid, gemiddelde buitentemperatuur en werking bij deelbelasting (Figuur 3);

Om het juiste vermogen (COP) van warmtepomp systeem te installeren, verwijzen we naar de gemiddelde dagtemperatuur in januari (bijvoorbeld; 3 Æ C voor uw woonplaats), zodat de warmtepomp zal voldoen aan de warmtevraag van de woning, met het project COP, dit alleen voor buitentemperaturen boven 3 Æ C ; onder deze waarde kan de pomp werken, maar met een veel lagere COP of met behulp van extra Ohmse belastingen, dus COP = 1.

Balanspunt: ontmoetingspunt van de warmtevraagcurve en de verwarmingscurve van de warmtepomp in relatie met de buitentemperatuur.

Vergelijking van infrarood- en stralingssystemen – Figuur 4
Voorbeeld overgenomen uit de publicatie “Warmtepompen. Theoretisch gedeelte. Application part ”door Renato Lazzarin. Een eengezinswoning wordt verwarmd met een luchtwarmtepomp. Het gebouw heeft een totale transmissie van 400 W / K. Er wordt een warmtepomp met een nominaal vermogen van 5 kW gebruikt. De trend van de COP kan worden benaaderd met de lijn: COP = 2,5 + 0,05 x ET(externe temperatuur). Er moeten twee correctiecoëfficiënten in de COP worden ingevoerd, één vanwege vorst die moet worden geëvalueerd met de grafiek in Fig. 3.16, De tweede coëfficiënt is te wijten aan de deellastwerking (tabel in figuur 3).

Er wordt dan een maand genomen, bijvoorbeeld januari, en de meest waarschijnlijke uren en relatieve vochtigheid worden gerapporteerd, waarbij de correctiecoëfficiënt voor het bevriezen van de batterij, de juiste COP voor ontdooien en de andere van belang zijnde hoeveelheden wordt geëvalueerd. Aldus werd een maandelijkse gemiddelde COP van 2,29 gevonden.

Infrarood (IR) systeem

Terugkomend op de beschrijving gemaakt in de vergelijking met radiatorsystemen, voegen we eraan toe dat de werking van infrarood verwarmingspanelen wordt gekenmerkt door:

  • het opgenomen vermogen van de Celsius en Fahrenheit wordt voor 97% omgezet in infrarood -C straling, (niets wordt gecreëerd, niets wordt vernietigd, alleen wordt het getransformeerd – Antoine Laurent de Lavoisier Parijs, 26 augustus 1743 – Parijs, 8 mei 1794);
  • de infraroodgolf gaat door de lucht van de kamer en raakt muren, vloeren, plafonds, meubels en verhoogt hun temperatuur;
  • de oppervlakken, die warmer zijn geworden dan de lucht, verwarmen de kamer door convectiebewegingen gecreëerd door de beweging van mensen of door mechanische luchtuitwisselingssystemen;
  • alle verwarmde oppervlakken verhogen het wooncomfort en verlagen het percentage geabsorbeerde vochtigheid (het infraroodsysteem wordt normaal gebruikt om de oppervlakken te drogen);
    zelfs een vochtigheidspercentage van slechts 4% verlaagt de isolatiewaarden met ongeveer 50% en voorkomt schimmelvorming;
  • wanneer door de infraroodpanelen verwarmde ruimte het thermisch comfort is bereikt, wordt door het temperatuur-regelsysteem direct ingegrepen om de productie van infrarood en het stroomverbruik te verlagen en/of te stoppen;

Veel fabrikanten negeren de regelgeving en maken gebruik van schakelaars met chronothermostaat functie.
Op deze manier wordt echter alleen een AAN/UIT-regeling verkregen die leidt tot de noodzaak om het vermogen van elektriciteit levering groter te maken. Om deze reden gaat er lof naar het Celsius en Fahrenheit product dat is uitgerust met speciale en op maat gemaakte elektronica aan boord die de temperatuur detecteert en via een thermokoppel het elektriciteitsverbruik vermindert wanneer de ingestelde temperatuur wordt bereikt.

Dus een 550 W piekvermogen van het Celsius paneel verbruikt 80W-250W van het volle vermogen op basis van de isolatie van het huis en de warmtevraag. Dit maakt het mogelijk om een ​​systeem te gebruiken met een lager beschikbaar vermogen dan het piek vermogen, eventueel uit te rusten met een schakelbord met lastmanagementregeling.

Factoren voor de betere prestaties van infraroodsystemen t.o.v. traditionele systemen

De hogere efficiëntie van infraroodsystemen is te danken aan:

  • Bij een stralingssysteem dat wordt aangedreven door warmtepompen heeft u maar één stralingsoppervlak, terwijl bij het infraroodsysteem een klein paneel (595×595 mm) minimaal 3 wanden een vloer en een plafond verwarmt (naast alle objecten in de kamer).
  • Deze verwarmde oppervlakken worden stralers en hebben daardoor een oppervlakte die 5 keer groter is dan het warmtepomp systeem.
  • Dit aspect verklaart in het bijzonder waarom infraroodsystemen zeer effectief zijn voor goed geïsoleerde woningen en hun effectiviteit minder wordt naarmate de isolerende eigenschappen van gebouwen afneemt.
  • Er is echter een empirische strategie om verspreiding van warmte naar buiten van huizen met slechte isolatie te voorkomen: de infraroodgolf wordt gereflecteerd door metalen en daarom is een gipsplaatwand met aluminiumfolie voldoende om de infraroodgolf in de omgeving te reflecteren en hierdoor wordt voorkomen dat het naar buiten wordt verspreid (met dit empirische systeem is een sauna gebouwd die op 30 Æ C wordt gebracht met slechts 80W aan stroom).
  • Het vermogen om zich beter aan te passen aan de warmtevraag: met een gedistribueerde regeling voor elke kamer is de infraroodverwarming als geheel aanzienlijk flexibeler.

Dit vertaalt zich in een hoge snelheidsregeling en een laag energieverbruik in ruimtes waar de endogene belasting varieert of die natuurlijke straling van de zon (gratis energie) ontvangen tijdens de wintermaanden, vooral van januari tot april.