Studium przypadku: ogrzewanie budynków mieszkalnych

Dom o powierzchni 100 m² zastępuje kocioł gazowy niewidocznym sufitowym ogrzewaniem na podczerwień

Hull, Yorkshire, Wielka Brytania 100-metrowy dom w Wielkiej Brytanii wykorzystujący niewidoczne ogrzewanie sufitowe na podczerwień iHelios zamiast kotła gazowego i grzejników. 2018

Ten brytyjski dom o powierzchni 100 m² został zmodernizowany z tradycyjnego systemu kotła gazowego i grzejników na w pełni elektryczny, niewidoczny sufitowy system grzewczy iHelios.

Właściciel chciał całkowicie usunąć kocioł, grzejniki i wypełnione wodą rury, odzyskać przestrzeń na ścianach oraz niezależnie sterować każdym pomieszczeniem.

Firma iHelios zaprojektowała wielostrefowy sufitowy system grzewczy z wykorzystaniem folii grzewczej na podczerwień iH405 o szerokości 500 mm, ośmiu inteligentnych termostatów oraz domowego akumulatora o pojemności 20 kWh, ładowanego w ramach tańszej nocnej taryfy energii elektrycznej.

Efektem jest system grzewczy pozbawiony grzejników, umożliwiający sterowanie każdym pokojem z osobna, oparty na inteligentnym zarządzaniu, magazynowaniu energii w akumulatorach i przystosowany do przyszłej instalacji fotowoltaicznej.

100 m² Powierzchnia nieruchomości
7,4 kW Podłączona moc grzewcza
8 stref Niezależne inteligentne sterowanie
21 kWh/doba Maksymalne zweryfikowane zużycie energii elektrycznej do ogrzewania gospodarstwa domowego w okresie zimowym

Projekt

Właściciel domu chciał zrezygnować z gazu i stworzyć w pełni elektryczny dom, bez zastępowania istniejącego kotła innym urządzeniem do centralnego ogrzewania.

Priorytetem było trwałe usunięcie kotła gazowego, wyeliminowanie ściennych grzejników i wodnej instalacji grzewczej, odzyskanie powierzchni ścian oraz uzyskanie niezależnej regulacji temperatury w każdym pomieszczeniu.

System grzewczy musiał również współpracować z tańszą energią elektryczną w taryfie nocnej, domowym magazynem energii oraz przyszłą instalacją fotowoltaiczną na dachu.

Zamiast ogrzewać kilka pomieszczeń jednocześnie za pomocą jednego centralnego kotła, nieruchomość została zaprojektowana w oparciu o rozproszoną strategię ogrzewania poszczególnych pokoi.

Dlaczego wybrano sufitowe ogrzewanie na podczerwień

Właściciel domu chciał systemu grzewczego, który nie kolidowałby z ustawieniem mebli ani wystrojem wnętrz.

Folia grzewcza na podczerwień iHelios została ukryta w konstrukcji sufitu, dzięki czemu w wykończonych pomieszczeniach nie ma widocznych elementów grzejnych.

Wyeliminowało to konieczność stosowania grzejników ściennych, rur grzewczych, pompy obiegowej oraz kotła gazowego.

Wykorzystanie sufitu pozwoliło również na rozprowadzenie mocy grzewczej w całym budynku bez ograniczania powierzchni użytkowej podłogi lub ścian.

Projekt systemu grzewczego

Nieruchomość o powierzchni 100 m² została wyposażona w instalację grzewczą o łącznej mocy przyłączeniowej 7,4 kW, co odpowiada średniej zainstalowanej mocy wynoszącej około 74 W/m² w całym domu.

W systemie zastosowano folię grzewczą na podczerwień iH405 o szerokości 500 mm, zainstalowaną w konstrukcji sufitu.

Wartość 7,4 kW stanowi maksymalną dostępną moc w przypadku, gdy wszystkie strefy wymagają ogrzewania jednocześnie. Nie oznacza to, że dom stale zużywa 7,4 kW, gdy ogrzewanie jest włączone według harmonogramu.

Rzeczywiste zużycie energii elektrycznej różni się w zależności od temperatury zewnętrznej, izolacji, przeszkleń, ustawień termostatu, obecności domowników, wewnętrznych zysków ciepła oraz liczby stref wymagających jednoczesnego ogrzewania.

Ośmiostrefowe inteligentne sterowanie

Nieruchomość została podzielona na osiem niezależnie sterowanych stref grzewczych, z których każda posiada własny inteligentny termostat.

Dzięki temu różne pomieszczenia mogą funkcjonować w różnych temperaturach i według różnych harmonogramów.

Strefy dzienne mogą być ogrzewane w godzinach porannych i wieczornych, podczas gdy w sypialniach można zastosować krótsze cykle grzewcze.

Gdy pomieszczenie osiągnie wybraną temperaturę, termostat automatycznie wyłącza ogrzewanie w danej strefie.

Pozwala to uniknąć niepotrzebnego ogrzewania całego domu i zapewnia bardziej precyzyjną kontrolę komfortu niż w przypadku pojedynczego, centralnie sterowanego systemu grzewczego.

Zweryfikowane zimowe zużycie energii elektrycznej

Rachunki za energię elektryczną klientów pokazują, że maksymalne całkowite dzienne zużycie energii w gospodarstwie domowym osiągnęło około 35 kWh w okresie największego zapotrzebowania zimowego.

Wartość ta obejmuje cały dom: ogrzewanie na podczerwień, ciepłą wodę użytkową, gotowanie, oświetlenie, urządzenia, straty akumulatorów i falowników oraz ogólne zapotrzebowanie na energię elektryczną w gospodarstwie domowym.

Szacuje się, że ogrzewanie pomieszczeń stanowi około 60% tego zimowego zużycia, co odpowiada około 21 kWh dziennie.

Wartość 35 kWh została zweryfikowana na podstawie rachunków za energię elektryczną, podczas gdy udział ogrzewania jest szacunkowy, ponieważ system grzewczy nie był opomiarowany oddzielnie.

Harmonogram ogrzewania i cykl pracy

System grzewczy jest zaprogramowany na pracę do około ośmiu godzin dziennie w okresie zimowym.

Strefy grzewcze nie pozostają jednak stale zasilane przez cały ten okres.

Gdyby pełny system o mocy 7,4 kW pracował nieprzerwanie przez osiem godzin, teoretyczne zużycie energii na ogrzewanie wyniosłoby 59,2 kWh.

Szacowane rzeczywiste zużycie energii na ogrzewanie wynosi około 21 kWh dziennie.

Sugeruje to średni równoważny cykl pracy na poziomie około 35% w całym zaprogramowanym okresie grzewczym, przy czym poszczególne strefy działają niezależnie w zależności od temperatury w pomieszczeniu, strat ciepła i obecności użytkowników.

Szacowany koszt eksploatacji ogrzewania na podczerwień

Szacuje się, że ogrzewanie pomieszczeń zużywa około 21 kWh dziennie w okresie największego zapotrzebowania zimą.

Przy standardowej dziennej taryfie za energię elektryczną wynoszącej 26 pensów za kWh, oznaczałoby to szacowany koszt ogrzewania w wysokości około 5,46 funta dziennie.

Uwzględniając magazynowanie energii w akumulatorach oraz tańsze ładowanie w nocy, w artykule przedstawiono szacunkowy zakres kosztów ogrzewania od około 2,04 do 3,41 funta dziennie.

Są to przykłady dotyczące konkretnych nieruchomości, a nie koszty ogrzewania mierzone oddzielnym licznikiem.

Rzeczywiste koszty eksploatacji ogrzewania na podczerwień zależą od utraty ciepła, izolacji, zainstalowanej mocy, ustawień termostatu, harmonogramów ogrzewania, lokalnych warunków pogodowych oraz taryfy za energię elektryczną.

Przed i po

Przed:

• Kocioł gazowy

• Grzejniki ścienne

• Wodna instalacja grzewcza

• Scentralizowane sterowanie ogrzewaniem

• Coroczny serwis kotła

• Ciągłe uzależnienie od gazu

Po:

• W pełni elektryczne ogrzewanie na podczerwień

• Niewidoczne ogrzewanie sufitowe

• Brak wodnego obiegu grzewczego

• Osiem niezależnych stref grzewczych

• Osiem inteligentnych termostatów

• Brak corocznego serwisu kotła

• Magazyn energii 20 kWh

• Planowana przyszła instalacja fotowoltaiczna

Koszt instalacji

Materiały: 3 295,63 £

Montaż: 1 395,00 £

Całkowity koszt montażu: 4 690,63 £

Wynik

Zrealizowany projekt obejmował wymianę kotła gazowego, grzejników i instalacji hydraulicznej centralnego ogrzewania na ukryty elektryczny system ogrzewania sufitowego.

Dom posiada obecnie osiem niezależnie sterowanych stref grzewczych, osiem inteligentnych termostatów oraz łączną moc grzewczą wynoszącą 7,4 kW.

Rachunki za prąd pokazują maksymalne całkowite zimowe zużycie energii w gospodarstwie domowym na poziomie około 35 kWh dziennie, uwzględniając ogrzewanie oraz wszelkie inne urządzenia elektryczne.

Szacowane zużycie energii na ogrzewanie pomieszczeń wynosi około 21 kWh dziennie, podczas gdy akumulator o pojemności 20 kWh pozwala na przeniesienie znacznej części dziennego zapotrzebowania na energię na tańszą taryfę nocną.

Projekt ten pokazuje, w jaki sposób niewidoczne ogrzewanie na podczerwień może stanowić element szerszej strategii domu całkowicie zasilanego energią elektryczną, łączącej inteligentne sterowanie pomieszczeniami, magazynowanie energii w akumulatorach oraz przyszłościowe instalacje fotowoltaiczne.

Często zadawane pytania dotyczące kosztów eksploatacji ogrzewania na podczerwień dla powierzchni 100 m²

Ile ogrzewania na podczerwień zainstalowano w domu o powierzchni 100 m²?

Nieruchomość posiada łączną moc zainstalowanego sufitowego ogrzewania iHelios wynoszącą 7,4 kW, podzieloną na osiem niezależnie sterowanych stref.

Ile prądu zużył dom zimą?

Najwyższe potwierdzone całkowite dobowe zużycie energii elektrycznej w gospodarstwie domowym zimą wyniosło około 35 kWh. Obejmuje to ogrzewanie, ciepłą wodę, gotowanie, oświetlenie, urządzenia AGD oraz inne odbiorniki energii.

Ile kosztowało ogrzewanie na podczerwień na dobę?

Przy stawce 26 pensów/kWh szacowane dzienne zużycie energii na ogrzewanie wynoszące 21 kWh kosztowałoby około 5,46 funta. Dzięki akumulatorowi w nieruchomości oraz tańszej taryfie nocnej, artykuł wskazuje na szacowany koszt ogrzewania w wysokości około 2,04–3,41 funta dziennie, w zależności od sposobu wykorzystania zmagazynowanej energii elektrycznej.

Czy system grzewczy o mocy 7,4 kW pobiera w sposób ciągły 7,4 kW?


Nie. Wartość 7,4 kW to maksymalna moc przyłączeniowa, jeśli wszystkie osiem stref pracuje jednocześnie. Poszczególne termostaty wyłączają strefy po osiągnięciu przez pomieszczenia zadanej temperatury, więc faktyczne zużycie energii elektrycznej jest znacznie niższe.

Jaki jest szacowany cykl pracy ogrzewania?

W oparciu o szacowane dzienne zużycie energii na ogrzewanie wynoszące około 21 kWh w stosunku do teoretycznego maksimum 59,2 kWh w ośmiogodzinnym harmonogramie, średni równoważny cykl pracy wynosi około 35%.

Ile kosztowała instalacja systemu ogrzewania na podczerwień?

Koszt projektu wyniósł 3 295,63 £ za materiały oraz 1 395,00 £ za montaż, co daje łączny koszt instalacji w wysokości 4 690,63 £.

Czy ogrzewanie na podczerwień może zastąpić kocioł gazowy?


W tej nieruchomości tak właśnie było. Kocioł gazowy, grzejniki oraz instalację wodnego ogrzewania usunięto i zastąpiono w pełni elektrycznym systemem ogrzewania sufitowego. Inne domy powinny być projektowane w oparciu o obliczenia strat ciepła dla każdego pomieszczenia z osobna, a nie tylko na podstawie powierzchni podłogi.