Pompele de căldură reprezintă o soluție emergentă și economică pentru încălzire, răcire, dar și, în anumite cazuri, pentru producerea de apă caldă menajeră într-un apartament, o casă individuală sau într-un spațiu comercial.

Tehnologia pe baza căreia funcționează este similară cu cea a unui aparat de aer condiționat sau a unui frigider. Consumă un procent mic de energie electrică din rețea și extrag restul energiei din mediul înconjurător. Acest lucru duce la economisirea energiei și a banilor, deoarece nu mai este nevoie de achiziționarea de petrol sau lemne, iar consumul de electricitate este mai redus.

Pompele de căldură pe scurt!

În funcție de tehnologia pe care o utilizează, acestea se împart în 2 categorii principale: în unități răcite cu aer, care se împart în aer-aer și aer-apă și în unități răcite cu apă, care se împart în: apă-aer, sol-apă și apă-apă.

În ceea ce privește construcția lor, acestea se împart în sisteme monobloc (de tip unitar) și în sisteme split (de tip divizat), iar alimentarea lor poate fi: monofazată sau trifazată, iar pentru alegerea pompei de căldură potrivite, se recomandă consultarea unui specialist, care va evalua toate datele și va putea ulterior să propună cea mai bună soluție posibilă.

De ce să aleg o pompă de căldură?

+ Pompele de căldură, pentru a funcționa, pe lângă electricitate, pot fi conectate și la surse de energie regenerabilă, cum ar fi panourile solare și gazul natural.

+ Pot furniza căldură în încăpere chiar și atunci când temperatura mediului ambiant este scăzută, spre deosebire de un cazan pe petrol sau gaz.

+ Au o durată de viață mare cu întreținere minimă (este necesară curățarea la câteva luni) și costuri reduse de întreținere (de către un tehnician, anual).

+ Fac parte din formele regenerabile de producere a căldurii/răcirii, oferind o amprentă de mediu redusă (adică emisii scăzute de dioxid de carbon în mediu).

Care sunt dezavantajele lor?

• Au o eficiență mai bună atunci când sunt combinate cu încălzire prin pardoseală sau cu fan coil, comparativ cu radiatoarele convenționale (tip Akan).
• Unitatea exterioară produce destul de mult zgomot (similar cu cea a unui aparat de aer condiționat).
• Costul inițial de achiziție este ridicat.

Alegerea și ulterior instalarea pompei de căldură potrivite, ținând cont de nevoile fiecărei clădiri, reprezintă un proces complex și multifactorial, cu mulți factori care trebuie luați în considerare.

Skroutz Tip: Atenție! Înainte să alegi o pompă, consultă un specialist pentru a efectua un studiu tehnic, care se bazează pe mulți parametri și pe diverse măsurători, precum: locația clădirii, tipul tâmplăriei, eventualele pierderi termice ale fiecărui spațiu și randamentul fiecărui radiator (dacă există deja instalate), în raport cu temperaturile de alimentare.

Cum funcționează?

Pentru producerea căldurii, pompele transferă căldura din mediul înconjurător în spațiul dorit. Consumă un procent mic de energie electrică din rețea și extrag restul energiei gratuit din mediul înconjurător. Pentru răcirea unui spațiu, funcționarea este inversată. Astfel, extrag căldura din interiorul acestuia și o evacuează în mediul exterior.

Proporția de energie necesară pentru funcționarea pompei corespunde aproximativ la ¾ din mediul înconjurător și ¼ din energia electrică. De exemplu, asta înseamnă că pentru fiecare 3kWh preluați din mediul înconjurător, împreună cu 1kWh de energie electrică necesară funcționării, obținem în total 4kWh de energie termică utilă.

Vrei să afli mai multe și să devii expert în pompe de căldură? Mai jos vei găsi detaliat fiecare informație de care ai nevoie, precum: tehnologia lor, sistemele de funcționare, alimentarea, funcționalități suplimentare, coeficientul de performanță COP și EER, precum și informații despre programul „Eficiență energetică acasă”.

1. Tehnologie

În funcție de modul în care extrag căldura din mediul înconjurător, acestea se împart în două categorii principale:

I) În unitățile răcite cu aer, care extrag căldura din aer și

II) În unitățile răcite cu apă (geotermale), care extrag căldura din apă sau din sol

I. Unități răcite cu aer

Acestea includ două tipuri de categorii: pompele de căldură aer-aer și pompele de căldură aer-apă.

Pompele de căldură aer-aer folosesc aerul ca sursă de căldură și mediu de transfer, pentru a furniza răcire sau încălzire în spațiu (precum aparatele de aer condiționat). Instalarea lor este ușoară și rapidă, oferind încălzire sau răcire imediată în încăpere. Totuși, în timpul iernii, când temperatura mediului ambiant se menține la niveluri scăzute, eficiența lor scade semnificativ.

Pe de altă parte, pompele de căldură aer-apă folosesc aerul ca sursă de căldură și apa ca mediu de transfer. Astfel, încălzesc sau răcesc apa, care apoi este distribuită în interiorul locuinței. Se adaptează ușor la un sistem existent și mențin calitatea încălzirii pe care o oferă. Totuși, gradul lor de eficiență poate varia în funcție de temperaturile exterioare ale mediului respectiv.

Sfat Skroutz: În majoritatea cazurilor, pompele de căldură fac parte din categoria aer-apă, care se conectează la corpurile de încălzire deja instalate sau care urmează să fie montate în spații. Spre deosebire de acestea, pompele de căldură aer-aer nu se conectează la sistemul central de încălzire, deoarece includ unitatea interioară care distribuie aerul cald sau rece, precum de exemplu un aparat de aer condiționat tip dulap sau de podea.

II. Unități răcite cu apă

La unitățile răcite cu apă se încadrează trei tipuri de categorii: pompele de căldură apă-aer, pompele de căldură sol-apă și pompele de căldură apă-apă.

1. Prima categorie folosește apa din sol ca sursă de căldură și aerul ca mediu de transfer, pentru a furniza răcire sau încălzire în spațiu.
2. A doua categorie folosește ca sursă de căldură energia stocată în sol și apa ca mediu de transfer.
3. Iar a treia folosește apa din sol ca sursă de căldură și mediu de transfer, pentru a furniza răcire sau încălzire în spațiu. Aceste pompe de căldură au un grad mare de eficiență, deoarece sursa de căldură este solul, care oferă o temperatură constantă pe tot parcursul anului. Singurul lor dezavantaj este costul ridicat de instalare, deoarece este necesară o amplasare specială (verticală sau orizontală) a schimbătoarelor în sol.

2. Tipuri de pompe de căldură

În funcție de nevoile și cerințele fiecărei clădiri, există trei tipuri de pompe care pot fi instalate. Acestea se diferențiază în funcție de temperatura maximă a apei care iese din pompă către corpurile de încălzire instalate și sunt următoarele:

• Pompă de căldură de temperatură joasă
• Pompă de căldură de temperatură medie
• Pompă de căldură de temperatură înaltă

Pompe de căldură de temperatură joasă

Pompelor de căldură de temperatură joasă le este disponibilă, în majoritatea cazurilor, și funcția de răcire. Acestea produc apă caldă cu o temperatură de până la 55°C și sunt recomandate pentru instalarea în clădiri noi. Pot fi conectate la un sistem de încălzire prin pardoseală sau la ventiloconvectoare (fan coils).

Skroutz Tip: Combinația ideală pentru o pompă de căldură de temperatură joasă este cu încălzirea prin pardoseală, deoarece oferă cel mai mare randament pentru încălzirea sau răcirea spațiului, cu cel mai mic cost de consum de energie electrică. Circuitul încălzirii prin pardoseală asigură o distribuție uniformă a căldurii în încăpere pe timpul iernii, menținând constantă temperatura camerelor. În plus, vara oferă o răcorire blândă, prin apa rece care circulă prin țevile din pardoseală.

Pompe de căldură de temperatură medie

Pompelor de căldură de temperatură medie le poate fi disponibilă, la fel ca și celor de temperatură joasă, funcția de răcire. Temperatura maximă a apei pe care o pot produce ajunge până la 65°C și pot fi combinate atât cu încălzirea prin pardoseală, cât și cu ventiloconvectoare, pentru încălzirea sau răcirea clădirii.

Skroutz Tip: Pompele de căldură de temperatură medie pot fi combinate și sunt la fel de eficiente atât cu încălzirea prin pardoseală, cât și cu ventiloconvectoarele!

Pompe de căldură de temperatură înaltă

În final, pompele de căldură de temperatură înaltă produc doar apă caldă de temperatură ridicată, care ajunge până la 80°C. Aceasta înseamnă că nu dispun de funcție de răcire, ceea ce le face potrivite pentru aplicații unde este necesară producerea de apă caldă la temperaturi mari.

Skroutz Tip Combinația ideală este cu corpurile clasice de calorifer, care sunt deja instalate ca sistem de încălzire în clădire, deoarece nu este necesară înlocuirea acestora cu unele noi. Reprezintă o soluție ideală în cazul înlocuirii unei centrale vechi, deoarece produc apă la temperatură înaltă, la fel ca aceasta. Pot fi integrate ușor în instalațiile și caloriferele existente, fără a fi necesară înlocuirea întregului sistem.

3. Sisteme de Operare

În ceea ce privește construcția sistemului, pompele de căldură se împart în următoarele două tipuri:

I. Sistem monobloc (tip unitar)

În sistemul monobloc toate componentele sale constructive (cum ar fi, de exemplu, compresorul, schimbătorul de căldură, ventilatoarele etc.) sunt integrate într-o singură unitate, care este amplasată în exterior, oferind astfel ușurință la instalare și conectare directă la sistemul de apă. Totuși, deoarece țevile și schimbătorul sunt amplasate la exterior, există pierderi de căldură sau, în cazuri mai grave, din cauza condițiilor meteorologice extreme (cum ar fi înghețul), există riscul ca schimbătorul sau țevile să se spargă.

II. Sistem split (de tip divizat)

Sistemul split este format din două unități independente: cea interioară (care conține pompa de circulație, schimbătorul de căldură, etc.) și cea exterioară (în care se află compresorul, schimbătorul de căldură, ventilatorul, etc.), care sunt conectate între ele prin țevi de cupru. Acest sistem oferă multe posibilități de personalizare pentru fiecare spațiu în parte (de exemplu, crearea de zone diferite în funcție de cerințele fiecărui spațiu) și nu există riscul de înghețare a unității, deoarece schimbătorul de căldură se află independent în interiorul clădirii. Acest lucru funcționează însă și ca un dezavantaj, deoarece există restricții privind distanța la care poate fi instalată unitatea exterioară, în raport cu schimbătorul de căldură.

Sfat Skroutz: Nu știi ce să alegi? Răspunsul ține în principal de posibilitatea de instalare în spațiul disponibil, deoarece nu există diferențe semnificative în ceea ce privește performanța și caracteristicile energetice.

4. Funcționalități suplimentare

Apă caldă menajeră

Indiferent de încălzirea sau răcirea unei clădiri, o pompă de căldură poate avea suplimentar posibilitatea de producere a apei calde menajere pe tot parcursul anului. Acest lucru se poate realiza în două moduri: fie pompa de căldură are un boiler integrat (adică rezervorul de stocare a apei), fie conectarea la boiler este opțională. În al doilea caz, alegerea se poate face în funcție de nevoile clădirii, iar instalarea rezervorului se poate face ulterior.

Skroutz Tip: Alternativ, există posibilitatea instalării unei pompe de căldură care produce doar apă caldă menajeră, oferind astfel o reducere a consumului de energie electrică cu până la ⅓, comparativ cu un boiler electric.

5. Alimentare

În ceea ce privește tensiunea electrică, pompele de căldură se împart în două categorii: monofazate și trifazate.

I. Pompă de căldură monofazată

O pompă de căldură monofazată poate fi conectată la o alimentare monofazată sau la o alimentare trifazată. Este important să știi câți amperi suportă alimentarea monofazată a clădirii, deoarece această valoare diferă în funcție de zonă. O pompă de căldură necesită valori ridicate de intensitate a curentului (adică amperi) pentru a funcționa, ceea ce înseamnă că este necesară o verificare de către un electrician cu experiență înainte de a decide care pompă de căldură este potrivită pentru spațiul tău.

II. Pompă de căldură trifazată

Pe de altă parte, pompa de căldură trifazată necesită conectare la o alimentare trifazată, deoarece sunt necesare sarcini mari pentru utilizarea pompei. Conectarea se face direct, iar pentru funcționarea lor intensitatea curentului (amperii) este suficientă.

Skroutz Tip: În cazul în care este necesară trecerea de la alimentare monofazată la trifazată pentru instalarea pompei, există un cost suplimentar perceput de furnizorul de energie pentru această modificare, precum și o ușoară creștere a abonamentului trimestrial.

În ceea ce privește energia, pe lângă conectarea la rețeaua electrică în cazul sistemelor hibride, există posibilitatea conectării și la gaz natural. Acest lucru oferă un cost de funcționare și mai redus (deoarece prețul gazului natural este mai mic decât cel al energiei electrice) și, de asemenea, permite utilizarea în combinație cu o centrală pe gaz, ca soluție de rezervă.

Skroutz Tip: În clădirile existente, dacă centrala (pe petrol sau gaz) este în stare bună, poate rămâne instalată pentru funcționare suplimentară, astfel încât, în condiții meteorologice extreme, să poată funcționa împreună cu pompa, dacă este necesar.

Skroutz Tip: În anumite cazuri, există posibilitatea de a conecta o pompă de căldură la un boiler solar, cu panouri solare, pentru economii și mai mari de bani.

6. Performanță

Ce este coeficientul de performanță COP și EER?

COP (Coeficient de Performanță) reprezintă gradul de eficiență în timpul funcționării pe încălzire, iar în timpul răcirii se numește EER (Raport de Eficiență Energetică). Este o măsurătoare care indică eficiența unei pompe de căldură în condiții standard de funcționare și se definește ca raportul dintre energia furnizată și energia electrică absorbită (COP = Energie Produsă / Energie Consumata).

Procentul de energie electrică absorbită depinde în mare măsură de COP. De obicei variază între 3 - 5, în funcție de pompă și de condițiile de funcționare. Aceasta înseamnă, de exemplu, că atunci când o pompă de căldură funcționează cu COP = 4, energia termică furnizată este egală cu 4kWh, consumând 1kWh energie electrică.

Valoarea maximă a COP pentru o pompă de căldură aer/apă corespunde condițiilor de temperatură a aerului exterior (DB/WB) 7/6°C și temperaturii apei la intrare/ieșire 30/35°C.

Coeficientul de performanță COP nu este constant, ci este influențat de temperatura mediului ambiant. Cu cât temperatura exterioară este mai scăzută, cu atât COP scade, rezultând un consum mai mare de energie electrică.

Sfat Skroutz: Cu cât COP-ul este mai mare, cu atât pompa este mai prietenoasă cu mediul, deoarece lasă o amprentă energetică mai mică.

Sfat Skroutz: Când o pompă de căldură funcționează cu tarif de noapte, costul de funcționare scade semnificativ. Același lucru este valabil și în cazul în care este combinată cu încălzire în pardoseală, în loc de radiatoare de tip AKAN.

La ce să fii atent înainte de achiziție

Pentru alegerea pompei de căldură potrivite, de obicei luăm în considerare corpurile de încălzire deja existente și pierderile termice ale fiecărui spațiu. Întrebări orientative care pot fi puse sunt următoarele:

• Există deja corpuri de încălzire instalate (de exemplu calorifere, fan coil, sistem de încălzire în pardoseală)?

În cazul în care există deja corpuri de încălzire instalate, putem conecta cu ușurință pompa potrivită la sistemul nostru. Alternativ, dacă este vorba despre o clădire nouă sau dorim să facem o schimbare completă și a corpurilor de încălzire, există o flexibilitate mai mare în ceea ce privește alegerea finală.

• Care sunt randamentele fiecărui corp în raport cu temperaturile de alimentare?

Aici lucrurile sunt mai simple, deoarece ceea ce trebuie să știm este temperatura apei necesară pentru a acoperi spațiul în care sunt amplasate (sau vor fi amplasate) corpurile de încălzire.

• Care sunt pierderile termice în fiecare spațiu?

Studiul privind pierderile termice este bine să se facă pentru temperatura constantă pe care dorim să o distribuim și să o menținem în spațiu (de exemplu 21°C), iar de asemenea este recomandat să se verifice randamentul pompei de căldură la cea mai scăzută temperatură ambientală la care va fi instalată.

• Ce izolație are clădirea?

În final, un rol important îl are și izolația de care dispune clădirea. În cazul în care este nou construită, alegerea puterii pompei poate fi mai mică, ceea ce duce la reducerea costului de consum al energiei electrice. Opusul este valabil pentru clădirile mai vechi, cu o calitate mai scăzută a termoizolației.

În general, principala alegere de pompă de căldură pentru utilizare într-o locuință este cea aer-apă. Costul inițial de achiziție și instalare este mai mic comparativ cu pompele geotermale, iar aceasta poate fi instalată ca sistem principal de încălzire în majoritatea zonelor din țara noastră, fie în clădiri unde există deja încălzire centrală instalată (de exemplu, cazan pe petrol sau gaz natural), fie nu.

Skroutz Tip: În orice caz, recomandarea privind care este cea mai potrivită pompă de căldură în funcție de nevoile noastre este făcută de un inginer cu experiență. În urma unui studiu, acesta ne va recomanda pompa potrivită care va oferi randamentul maxim cu cel mai mic cost anual de funcționare. Dacă alegem o pompă de căldură cu o putere mai mare decât cea necesară clădirii în care va fi instalată, pe lângă costul inițial mai mare pentru achiziția acesteia, o vom forța să repornească continuu, ceea ce duce la uzura pompei și la creșterea costului de funcționare.

Programul „Schimb Sistemul de Încălzire & Boiler”

Pompele de căldură sunt incluse în programul „Schimb Sistemul de Încălzire & Boiler” și, conform ghidului programului, se referă la următoarele acțiuni:

1. Achiziționarea unui nou boiler solar cu subvenție de 50%-60%, în funcție de venit.
2. Achiziționarea unei pompe de căldură cu subvenție de 50% pentru înlocuirea sistemelor vechi.
3. Lucrări suplimentare de instalare (transport, montaj, consumabile) cu acoperire de 50%-60%.

Descoperă toate pompele de căldură, aici!

Curiozități

1. În 1852, Kelvin a fost primul care a demonstrat în practică faptul că o mașină frigorifică poate fi folosită pentru încălzire.
2. Primul sistem de pompă de căldură a fost construit și prezentat între 1855-1857 de către Peter von Rittinger. Câțiva ani mai târziu, în 1948, Robert C. Webber a descoperit accidental pompa de căldură geotermală în timp ce experimenta cu congelatorul său.
3. În 1938, la Primăria din Zürich, Elveția, a fost instalată prima pompă de căldură pentru uz comercial, care funcționează și astăzi, încălzind clădirea de aproape un secol.
4. „Căldura se transferă întotdeauna de la un sistem cu temperatură ridicată către un sistem cu temperatură scăzută”. Această afirmație reprezintă o concluzie de bază a celei de-a doua legi a termodinamicii. O pompă de căldură face exact opusul, deoarece inversează funcționarea sistemului!