Totul despre pompele de caldura: cum le alegi, surse de energie, avantaje, pret

Actualizat la 21 April, 2021 at 09:44 am

Consum pompa de calduraDeoarece poate fi folosita atat in anotimpul cald, pentru a raci locuinta, cat si iarna, pentru a o incalzi, pompa de caldura este demna de luat in seama, mai ales datorita eficientei sale. Daca te gandesti sa optezi pentru o astfel de solutie, in acest ghid vei afla toate detaliile necesare pentru a face alegerea corecta.

Ce este si cum functioneaza o pompa de caldura

Pompa de caldura este un echipament cu ajutorul caruia se transporta caldura de la sursa (aer, apa, sol) pana la sistemul de incalzire interior (incalzire in pardoseala, ventiloconvectoare sau radiatoare). Functionarea ei se bazeaza pe proprietatile unui fluid la schimbarea starii de agregare, mai precis la condensare si evaporare. Schimbarea starii de agregare, implicit transferul termic se realizeaza cu ajutorul componentelor pompelor de caldura (schimbatoarele de caldura, compresor si ventil de laminare).

Principiul de functionare al pompelor de caldura este asemanator cu cel al frigiderului sau al aerului conditionat, numai ca in sens invers. In cazul frigiderului sau a aerului conditionat, acestea preiau caldura din interior si o transfera in exterior, in timp ce, la pompe, se intampla invers.

De exemplu, la pompele de caldura aer-apa, modul de functionare este acesta: intr-un circuit inchis, la temperaturi joase, un agent de lucru este evaporat, comprimat, condensat si dilatat, in mod alternativ. In vaporizator se afla agentul frigorific in stare lichida, la o presiune joasa. Acesta are o temperatura mai mica decat temperatura sursei de caldura. Astfel, caldura este transferata de la sursa de caldură la agentul frigorific, determinand evaporarea acestuia din urma. Agentul frigorific in forma gazoasă este comprimat in compresor la o presiune ridicata si se incalzeste puternic, astfel incat temperatura acestuia dupa comprimare este mai mare decat temperatura necesara pentru incalzire si prepararea apei. Energia produsa de compresor este, de asemenea, transformata in caldura, fiind transferata agentului frigorific. In interiorul condensatorului, agentul frigorific foarte fierbinte si aflat sub inalta presiune cedeaza sistemului de incalzire (incalzire in pardoseala, ventiloconvectoare sau radiatoare) intreaga caldura, atat pe cea provenita de la sursa de caldura, cat si pe cea de lucru a compresorului, preluata sub forma de caldura. In acest fel, agentul frigorific se raceste puternic si trece din nou in stare lichida. In faza urmatoare, agentul frigorific ajunge prin ventilul de expansiune inapoi la vaporizator. In ventilul de expansiune are loc expansiunea la presiunea initiala.

Intreg procesul poate fi inversat, pentru climatizarea cladirii in anotimpul cald in cazul pompelor de caldura reversibile.


Tipuri de pompe de caldura

Cele mai intalnite modele de pompe de caldura extrag caldura din aer, apa sau pamant. Astfel, exista trei tipuri de pompe de caldura:

Pompa de caldura sol-apa

Pompele de caldura sol-apa se bazeaza pe sol drept sursa de energie primara si reprezinta cele mai eficiente echipamente de incalzire si racire. Acestea preiau energia prin colectori orizontali sau prin sonde verticale cu circuit inchis. Energia geotermala este una dintre formele de energie regenerabile si disponibile fara niciun alt cost. Scoarta terestra inmagazineaza energie provenita din precipitatii si radiatie solara, energie ce poate fi redistribuita sub forma de caldura. Intreg mecanismul de functionare consuma foarte putina energie pentru a fi pus in functiune, reducand considerabil cheltuielile lunare pentru facturi. In cazul racirii, procesul se inverseaza, iar caldura este extrasa din interior. Astfel, se creeaza racoare in incaperi, atunci cand afara temperaturile sunt caniculare. Instalarea acestei pompe necesita foraj geotermal (colectori verticali sau orizontali).

Randamentul crescut al pompei de caldura sol-apa este dat, in mare parte, si de metoda de redare a caldurii la interior. Astfel, este recomandata utilizarea unui sistem de incalzire prin pardoseala, care necesita o temperatura mai scazuta a agentului termic, de maximum 35-40 de grade Celsius, pentru ca pompa sa lucreze in parametrii sai optimi.

👉 Afla mai multe detalii in categoria de produse pompe de caldura sol-apa

Pompa de caldura aer-apa

 

Pompele de caldura aer-apa utilizeaza aerul exterior sau aerul recuperat ca sursa primara de energie si sunt cele mai implementate pompe de caldura din Romania datorita raportului cost-beneficiu. Aerul fiind o sursa de caldura gratuita, disponibila in canititati nelimitate, pompele de caldura pe aer aduc multe avantaje. In primul rand, consumul de energie este unul foarte redus. Energia produsa este de pana la patru ori mai mare decat cea consumata. De asemenea, aceste pompe pot fi conectate cu usurinta la alte sisteme de incalzire existente in locuinta. Se monteaza destul de usor, fiind racordate la instalatile hidraulica si electrica. Costurile de intretinere sunt reduse si investita se amortizeaza rapid.

👉 Pentru a afla mai multe detalii, descopera ofertele Romstal in categoria pompe de caldura aer-apa.

Pompa de caldura apa-apa

Se bazeaza pe apa subterana din stratul freatic sau apa din lacuri si rauri, pentru a produce caldura. Pentru instalarea ei, sunt necesare puturi verticale de apa (circuit deschis) si pompe. Pompa trebuie sa fie conectata corect la sursa de apa, astfel incat sa nu existe riscul ca apa restituita sa se intoarcă in forajul de pompare. Chiar daca instalarea poate fi mai complicata decat in cazul celorlalte tipuri de pompe, ea ofera un consum redus de energie electrica si are o eficienta sporita, indiferent de temperatura exterioara.

👉 Afla mai multe detalii in categoria de produse pompe de caldura apa-apa

👉 La Romstal, avem disponibile o serie intreaga de pompe de caldura si accesoriile necesare functionarii corespunzatoare a acestora. Veti putea gasi pompe de caldura aer-apa sau sol-apa de la producatori precum STIEBEL ELTRON, MIDEA, MITSUBISHI ELECTRIC, VAILLANT si multi altii. 👉 Descopera intreaga gama de pompe de caldura.

Componentele unei pompe de caldura

Indiferent de tipul pompei de caldura, principiul de functionare are la baza patru componente esentiale:

1. Vaporizatorul

 

Pe timpul anotimpului rece, acesta preia caldura din mediu (sol, apa, aer) si o cedeaza circuitului frigorific. In vaporizator se afla un agent de lucru lichid la presiune scazuta (agent frigorific). Acesta este o substanta care are o temperatura de fierbere redusa. Temperatura sursei (solul, apa sau aerul) este mai ridicata decat temperatura de fierbere corespunzatoare presiunii agentului frigorific. Aceasta diferenta de temperatura conduce la transmiterea caldurii din mediu agentului de lucru, iar acesta fierbe si vaporizeaza. Caldura necesara vaporizarii acestuia provine de la sursa de caldura externa (sol, apa, aer).

2. Compresorul

Rolul acestei componente este de a creste temperatura si presiunea in circuitul frigorific. Vaporii rezultati din agentul de lucru sunt aspirati continuu din vaporizator de catre compresor. Agentul frigorific este comprimat pana la atingerea temperaturii necesare pentru incalzire si prepararea apei calde, menajere. Procesul de comprimare este esential pentru eficienta unei pompe de caldura.

Compresoul pompei de caldura este cea mai importanta componenta a acestuia si este important sa fie unul de calitate. Compresoarele pompelor de caldura pot fi ON/OFF sau cu invertor, cele din urma determinand consumuri reduse de energie si eficienta sporita. Pompele de caldura comercializate de Romstal contin compresoare Scroll sau Twin Rotary de la producatori de renume: Mitsubishi Electric, Copelandm si asigura o fiabilitate sporita a sistemului.

3. Condensatorul

Face transferul de caldura catre instalatia de incalzire. Vaporii agentului de lucru (agent frigorific) ajung in condensatorul pompei de caldura, care este inconjurat de agent termic (apa din instalatie). Temperatura agentului termic este mai redusa decat temperatura de condensare a agentului de lucru, astfel incat vaporii se racesc si condenseaza. Energia (caldura) preluata de vaporizator si caldura generata in timpul procesului de comprimare (in compresor) se elibereaza in condensator si se transfera agentului termic, sub forma de energie utila pentru incalzire.

4. Ventilul de expansiune

Agentul de lucru este, ulterior, returnat in vaporizator, printr-un ventil de expansiune. Astfel, agentul de lucru trece de la presiunea ridicata a condensatorului la presiunea redusa a vaporizatorului. La intrarea in vaporizator, se ating valorile initiale ale presiunii si temperaturii. Circuitul este, astfel, inchis.

Surse de energie pentru pompele de caldura

Solul, apa si aerul sunt elemente disponibile in cantitati nelimitate pentru a fi utilizate ca surse pentru o pompa de caldura.

Solul

Solul are proprietatea ca poate acumula si mentine energia solara pe o perioada mai mare de timp, ceea ce conduce la un nivel de temperatura aproximativ constant pe durata intregului an si, astfel, la o functionare a pompelor de caldura cu un coeficient de performanta ridicat si relativ constant.

Temperatura in sol se situeaza intre 7 si 13°C pe toata durata unui an (la o adancime de 2m). Caldura preluata din mediul ambiant este transmisa vaporizatorului pompei de caldura sol-apa printr-un amestec apa-agent de protectie la inghet (apa sarata). Punctul de inghet al acestei solutii ar trebui sa fie de aproximativ -15°C. Caldura acumulata in sol se preia prin schimbatoare de caldura montate orizontal – numite si colectori pentru sol – sau prin schimbatoare de caldura montate vertical – sonde pentru sol.

Tipuri de pompe de caldura

Colectori amplasati in sol – colectori orizontali

Preluarea caldurii din sol se face prin intermediul tuburilor din material plastic-polietilena, montate in sol pe o suprafata mare. Tuburile se amplaseaza paralel, in sol, la o adancime de 1.2 pana la 1.5 m si in functie de diametrul tubului, la o distanta de cca. 0,3 pana la 0,7 m, astfel incat, pe fiecare metru patrat de suprafata de captare, sa fie montat cca. 1,43 pana la 2 m de tub.

Cantitatea de caldura care se poate utiliza si, prin urmare, marimea suprafetei necesare depind foarte mult de proprietatile solului. Referitor la acest aspect, marimile determinante sunt: in primul rand, cantitatea de apa din sol, cantitatile de componente minerale si marimea porilor umpluti cu aer. Capacitatea de acumulare si conductibilitatea termica sunt cu atat mai mari cu cat solul este umectat cu apa si cu cat cantitatea de componente minerale este mai ridicata, iar numarul de pori este mai redus. In cazul utilizarii colectorilor orizontali, in jurul tuburilor nu trebuie sadite plante cu radacini foarte adanci, iar deasupra acestora nu se recomanda utilizarea pavajelor. Regenerarea solului se realizeaza deja incepand cu a doua jumatate a sezonului de incalzire, prin radiatie solara si precipitatii mai abundente, astfel incat „acumulatorul” sol sa fie pregatit pentru sezonul urmator.

Valorile puterii specifice de extractie pentru sol se incadreaza intre 10 si 35 W/m2.

Ce este pompa de caldura

Sonde pentru sol

Datorita suprafetelor mari de teren, necesare pentru montarea colectorilor orizontali, uneori, este dificila realizarea sistemului, din motive de spatiu. Pentru suprafete de teren mici, sondele de adancime pentru sol reprezinta o alternativa la colectorul amplasat orizontal in sol. Acestea se pot introduce la adancimi de 50 pana la 150 m (uzual 100m). Sondele sunt fabricate, de obicei, din tuburi de polietilena si se monteaza patru tuburi paralele (sonda cu tub dublu cu profil U).

Amestecul apa-agent de protectie la inghet circula pana la nivelul cel mai de jos, prin doua tuburi, si revine la vaporizatorul pompei de caldura, prin celelalte doua. Astfel, se preia caldura din sol pe toata lungimea tuburilor. Spatiile dintre tuburi si sol trebuie umplute cu un material cu o conductivitate termica buna (bentonita).

Puterea de extractie difera foarte mult, intre 20 si 100 W/ml lungime de sonda (uzual 50W/ml)

Apa freatica

Apa freatica este, de asemenea, o sursa excelenta de energie pentru pompele de caldura. Chiar si in zilele mai reci de iarna, are o temperatura intre 7 si 12°C, insa aceasta nu este disponibila in cantitati suficiente si la o calitate corespunzatoare in toate zonele. Pentru utilizarea caldurii, trebuie realizate cel putin doua puturi: unul aspirant si unul absorbant (drenant); intre acestea, trebuie prevazuta o distanta de minimum 5 metri, iar amplasarea trebuie aleasa astfel incat sensul de curgere a apei sa fie dinspre putul aspirant catre cel absorbant. Apa din lacuri si rauri este, de asemenea, indicata pentru utilizarea ca sursa de caldura, deoarece si aceasta se comporta ca un acumulator de caldura. In cazul utilizarii apei din panza freatica se recomanda utilizarea unui schimbator de caldura intermediar pentru protectia pompei de caldura.

Aerul

Aerul reprezinta cea mai accesibila optiune, la utilizarea ca sursa pentru o pompa de caldura, reprezentand totodata cea mai buna solutie cost-beneficiu pentru sectorul rezidential. Pompele de caldura aer-apa utilizeaza ca sursa de caldura aerul exterior, care este dirijat prin canale de aer, de catre un ventilator incorporat in aparat, catre vaporizator, care extrage caldura din aer.

Cum sa alegi pompa de caldura

👉 Vezi oferta pentru PACHET POMPA DE CALDURA AER-APA, ROMSTAL

Atunci cand alegi o pompa de caldura, in primul rand, trebuie sa iei in calcul care este accesul tau la resurse: aer, apa, sol. In fiecare caz in parte, cea mai avantajoasa sursa de energie depinde de circumstantele locale, de locatia cladirii si de necesarul de caldura al acesteia.

Pentru utilizarea lor practica, sursele de energie trebuie sa indeplineasca cateva conditii:

  • disponibilitate in cantitate suficienta;
  • capacitate de acumulare cat mai mare;
  • nivel de temperatura cat mai ridicat;
  • regenerare suficienta;
  • captare economica.

Dupa ce ai ales sursa, trebuie sa iei in calcul locul unde montezi pompa de caldura. Daca stai la casa, pompa trebuie ferita de vant, ploaie si este necesar sa fie orientata catre razele solare, pentru a avea eficienta sporita in incalzire. In ceea ce priveste performanta, trebuie analizati doi coeficienti importanti:

  • SCOP – este Coeficientul de Performanta Sezonier si reprezinta puterea termica necesara pentru incalzirea locuintei pe durata unui intreg sezon rece, raportata la puterea electrica ce s-a consumat. In prezent, coeficientul SCOP este corelat cu binecunoscutele clase energetice A+++, A++, A+, pana la G. Astfel, s-a stabilit ca  indicele SCOP mai mare sau egal cu 5.10 corespunde unei pompe de caldura A+++, un SCOP cu valoare intre 4.6 si 5.10 este echivalent pompei A++, iar pentru A+ si A, valorile sunt de 4-4.6 si 3.4-4.00.
  • COP – este Coeficientul de Performanta si, cu cat este mai mare, cu atat pompa consuma mai putin, fiind mai rentabila.

De asemenea este importanta temperatura minima de functionare a pompei de caldura, astfel incat sa asigura functionare si la temperaturi scazute. Temperatura maxima pe turul instalatiei este utila pentru a prepara apa calda menajera si pentru a scadea numarul de ore de functionare al rezistentei electrice incorporate. Verifica ce putere de incalzire are pompa de caldura la temperaturi reduse. Este important ca pompa de caldura sa asigure incalzirea casei si la -15°C, -20°C sau -25°C in functie de zona climatica.

Pe langa acesti factori, este esential sa iei in calcul si  functiile pompei, componentele auxiliare necesare instalarii (pompe circulatie, rezistente electrice, dimensionarea vasului de acumulare) si temperatura exterioara, in cazul in care alegi pompa aer-apa.

👉 Poti face o estimare a pompei de caldura de care ai nevoie utilizand soft-ul nostru de selectie

Care sunt avantajele unei pompe de caldura

Desi in Romania, par a fi produse noi, nu atat de utilizate, pompele de caldura reprezinta o solutie eficienta, datorita avantajelor sale:

Reducerea costurilor cu incalzirea si confort

Achizitionand o pompa de caldura, vei avea parte de economii considerabile la factura de incalzire, dar si de un confort ridicat. Cum? Extrem de simplu! Intai, nu va mai trebui sa te preocupi cu achizitia, depozitarea si alimentarea de combustibili, cum se intampla in cazul solutiilor traditionale pe lemn Apoi, nu va mai trebui sa strangi niciun fel de resturi, precum in cazul sistemelor de incalzire care functioneaza prin arderea combustibilului solid si nu vei mai avea grija cosului de fum.

Functionare optima, indiferent de conditiile meteorologice

Tarile scandinave sunt recunoscute pentru vremea inchisa, astfel ca acolo, pompele de caldura utilizate de zeci de ani au rezultate excelente. Motivul? Energia utilizata de o pompa de caldura este disponibila in mediu nelimitat si gratuit. Caldura din aer sau pamant este o sursa gratuita. Astfel, investitia initiala, una care poate parea mare, se poate amortiza rapid, datorita costurilor scazute de intretinere si functionare.

E bine de stiut ca pompa de caldura poate fi folosita atat in anotimpul cald, pentru a raci aerul din locuinta, cat si iarna, pentru a-l incalzi. De aceea, pompa este demna de luat in seama si pentru climatizarea pe timpul verii, datorita modului eficient prin care realizeaza acest lucru. Pompa de caldura introduce in pamant caldura preluata din cladire si o inmagazineaza, pentru a creste eficienta incalzirii pe timpul iernii. Inteligent, nu? Un alt avantaj pe care il au pompele de caldura il reprezinta prepararea de apa calda menajera, disponibila pe tot parcursul anului.

Diminuarea considerabila a emisiilor de CO2, producerea ecologica a caldurii

Utilizand pompele de caldura, poti fi independent de combustibilii fosili. Astfel, contribui la reducerea emisiilor de CO2 si la protectia climei. Tot consumul se rezuma la cel de energie electrica, destul de redus. E bine de stiut ca pompele de caldura vor produce de pana la cinci ori mai multa energie decat vor consuma.

Ideale ca alternativa in locul utilizarii centralelor traditionale

Exista multe zone, chiar regiuni, care nu pot beneficia cu usurinta de aportul combustibililor fosili. In astfel de situatii, se poate intrebuinta cu succes o varianta alternativa. Pompa de caldura poate functiona cu succes, acolo unde parea imposibil sa se gaseasca o solutie viabila.

Pompele sunt o investitie rentabila

Utilizand o cantitate mica de energie electrica, pompele furnizeaza suficienta energie pentru asigurarea incalzirii casei si a apei menajere. Este ideala ca alternativa in locul utilizarii centralelor traditionale, fiind o investitie mult mai rentabila. Costurile lunare se vor reduce substantial, iar astfel, poti contribui la protejarea mediului inconjurator.

Sustenabilitate

Pompele de caldura sunt dispozitive considerate a fi ecologice. Acest lucru este foarte important, deoarece tehnologia tinde tot mai mult spre aceasta directie. Echiparea casei in mod ecologic este un deziderat ce devine tot mai prezent in viata noastra. Alegerile pe care le facem trebuie sa tina cont si de acest aspect. Astfel, asiguram un mediu mult mai sanatos si putem gasi alternative mult mai diverse pentru sursele de energie.

Pretul unei pompe de caldura

Pretul pompei de caldura variaza in functie de:

  • Suprafata pe care vrei sa o climatizezi (incalzire pe timp de iarna sau racire pe timp de vara)
  • Tipul de montare: la pompele de caldura sol-apa si apa-apa, se adauga costul forajelor sau al serpentinei orizontale;
  • Dotarile pompei: pretul pompei poate creste in functie de alte componente adaugate. De exemplu, un pachet care contine: pompa de caldura aer-apa split pentru incalzire/racire reversibila, acumulator agent termic, boiler cu o serpentina, vana cu servomotor, poate ajunge la un pret de 18.300 lei.

Mituri despre pompele de caldura

Daca te-ai hotarat ca vrei sa optezi pentru pompele de caldura, probabil ca, pe langa avantaje, ai aflat si cateva argumente care te fac sa ai indoieli. Pentru a evita dezinformarea, ne-am gandit sa prezentam cateva dintre cele mai intalnite mituri despre pompele de caldura:

Dureaza mult pana amortizezi costurile

Amortizarea investitiei in pompa de caldură depinde de suprafata pe care dorim sa o utilam, gradul de complexitate al instalatiei si de alternativele de combustibil pe care le avem. Cu cat suprafata este mai mare, cu atat investiția este mai mica. In general, dureaza aproximativ 3-4 ani in medie amortizarea unei pompe de caldura prin comparatie cu utilizarea unei centrale electrice sau unul cazan pe peleti. Costurile sunt radical diminuate inca din prima luna de utilizare.

Este o investitie nesigura

Multi se gandesc ca, fiind o tehnologie relativ noua, este nesigura. De fapt, conceptul pompelor de caldura este nou la noi in tara, insa, in alte zone, cum ar fi tarile nordice, pompele se utilizeaza de foarte multi ani. In plus, marii producatori ai pompelor de caldura investesc constant in imbunatatirea si cresterea performantelor. Cu ajutorul noilor modele de pompe, vei putea controla rapid, intuitiv si simplu toti parametrii care te intereseaza, de la temperatura interioara a locuintei pana la cea a apei calde. In plus, durata de viata a pompelor de caldura este mai mare decat cea a echipamentelor conventionale.

Pompa de caldura poate fi folosita doar in cladiri noi

In prezent, exista numeroase modele de pompe de caldura care pot fi montate in cadrul proiectelor de modernizare si  renovare a locuintei, astfel ca nu este obligatoriu ca spatiul in care este pusa pompa sa fie 100% nou. Insa este adevarat ca, in alegerea pompei, trebuie luate in considerare mai multe aspecte: sistemele de incalzire al imobilului, temperaturile de functionare ale acestora, izolatia cladirii si disponibilitatea unei surse termice adecvate pentru pompa de caldura

Pompele de caldura nu pot inlocui centralele traditionale

De fapt, in acest scop au fost create: pentru a facilita caldura si in zonele in care oamenii nu au acces usor la combustibili fosili, gaz sau alte resurse consumabile. Folosind caldura din aer, apa sau sol, pompele devin o solutie mult mai ecologica si simpla decat variantele clasice.

Pompele de caldura sunt prea scumpe

Chiar daca investitia pare mai mare decat in cazul altor tipuri de centrale, este important sa ai  in vedere si economiile ulterioare. Pompele de caldura produc de 3-5 ori mai multa energie decat consuma.

Daca te gandesti sa optezi pentru o pompa de caldura si nu stii ce sa alegi, studiaza ofertele de pe site-ul nostru sau lasa-ne un mesaj cu datele de contact si vei primi recomandari de la specialistii nostri, in functie de nevoile tale.

 

Sursa foto: Romstal si Shutterstock


Ti-a placut acest articol?
Aboneaza-te la newsletter si iti vom mai trimite si alte articole ca acesta.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *