Tipuri de pompe de caldura - Solutii moderne pentru incalzirea si racirea spatiilor interioare

Printre variantele moderne disponibile se numara si pompa de caldura, un echipament considerat printre cele mai utile, ce pot fi folosite in practica datorita numeroaselor avantaje pe care le ofera. Desi tehnologia nu este cu totul una noua, inovatiile aduse in ultima vreme au transformat-o intr-o tehnologie la indemana, prin scaderea preturilor implicate pentru montarea sistemului si prin includerea unor tehnologii de ultima generatie, care sa ofere o eficienta deosebita. 

Articolul de mai jos prezinta principiul de functionare a pompelor de caldura si care sunt principalele avantaje si dezavantaje ale acestei tehnologii. De asemenea, vor fi prezentate criteriile de care trebuie sa se tina cont in alegerea variantei potrivite dintre modelele aer-apa, apa-apa si sol-apa. 

Tipuri de pompe de caldura - Principiu de functionare, avantaje si dezavantaje

Pompele de caldura sunt echipamente folosite de putin timp in Romania. Pana nu demult, tehnologia era destul de costisitoare, ceea ce facea ca variantele diverse sa fie folosite doar de marile firme care isi permiteau o astfel de investitie. In ultimii ani a avut loc o scadere continua a preturilor implicate, ceea ce a facut viabila solutia si in cazul climatizarii locuintelor individuale, ca o alternativa la alte modalitati (centrale pe gaz, electrice, cu combustibil solid). 

Ce sunt pompele de caldura si care este principiul de functionare?

Pompele de caldura sunt dispozitive electronice care utilizeaza principiul transferului termic si nu pe cel de generare termica, precum cel al solutiilor clasice. Astfel, pompa nu produce in sine energie termica, ci o preia de la o sursa si o transfera catre interior. Cu ajutorul acestui principiu caldura generata de soare si acumulata in aer, apa sau sol este preluata si transferata la interior, incalzindu-l. De asemenea, principiul poate fi inversat in timpul perioadelor cu temperaturi ridicate, atunci cand caldura din interior este transferata catre exterior, racind camerele. 

Tocmai acest principiu, al transferului de energie, face ca sistemul sa fie atat de eficient. Celelalte variante ajung pana la maxim 100% eficienta, un kilowat de energie fiind transformat intr-un kilowat de energie termica. Pompele de caldura nu produc energie termica, ci doar o transfera, element care ofera eficienta sporita. Astfel, prin intermediul unui kilowat de energie electrica se pot obtine cinci sau chiar sase kilowati de energie termica.

La baza functionarii pompei de caldura sta realizarea unui ciclu termodinamic intre doua schimbatoare de caldura, prin intermediul compresarii, evaporarii si condensarii unui fluid de lucru. In functie de nevoi acest fluid circula intre cele doua schimbatoare de caldura, capteaza caldura din sursa (aer, apa sau sol) si o transporta in cladire, acolo unde este eliberata prin intermediul diverselor solutii tehnologice (calorifere, incalzire prin pardoseala, ventilatoare). Daca va fi nevoie, procesul va fi inversat prin captarea caldurii din interior si eliminarea acesteia catre exterior, dispozitivul putand inlocui si aparatul de aer conditionat.

Avantajele si dezavantajele diferitelor tipuri de pompe de caldura

Succesul pompelor de caldura este dovedit de numarul din ce in ce mai mare de persoane care opteaza pentru aceasta tehnologie in detrimentul altor solutii. Alegerea este data de numeroasele avantaje ce sunt oferite, printre care pot fi amintite:

• Eficienta energetica ridicata. Solutia este una dintre cele mai eficienta, deoarece utilizeaza caldura soarelui, preluata de la acumulatori termici, cum ar fi aerul, solul sau apa. In general, un astfel de dispozitiv consuma aproximativ jumatate fata de alte solutii (centrala termica pe gaze);

• Facturile de energie vor scadea semnificativ. Practic, dispozitivul consuma curent electric doar pentru comprimarea, condensarea si evaporarea fluidului de lucru, si nu pentru generarea energiei termice (acest cost este cel mai important in solutiile clasice de incalzire);

• Folosirea versatila. Pompele de caldura pot fi montate in diverse medii geografice, deoarece functioneaza intr-o gama foarte larga de temperaturi, de la minus 25 de grade Celsius si pana la plus 40 de grade Celsius. In plus, echipamentul poate fi utilizat nu doar pentru incalzire, ci si pentru racire, ceea ce elimina necesitatea prezentei unor aparate de aer conditionat;

• Rezistenta in timp a echipamentelor. Pompele de caldura sunt formate dintr-un numar redus de componente robuste, ce nu se defecteaza frecvent. In cazul unei intretineri regulate si corespunzatoare, o pompa de caldura de calitate poate fi folosita minim 20 de ani, fara a necesita vreo interventie complexa;

• Pompele de caldura sunt prietenoase cu mediul. Ele nu ard combustibili fosili si nu elimina gaze cu efect de sera. Echipamentul functioneaza doar cu consum de curent electric, ce poate fi produs prin metode ecologice, precum panourile fotovoltaice sau instalatiile eoliene;

• Dimensiunile reduse ale echipamentelor. Acestea ocupa putin loc si pot fi montate cu usurinta in orice locuinta;

• Siguranta ridicata. Pompele de caldura sunt printre cele mai sigure echipamente, pentru ca nu functioneaza pe baza arderii combustibilului si nici nu presupun prezenta unor incinte cu presiuni ridicate;

• Autoritatile statului roman ofera subventii semnificative pentru folosirea tehnologiei, incurajand astfel consumul responsabil de energie si protejarea mediului inconjurator. 

Pompele de caldura vin si cu unele dezavantaje ce sunt considerate minore de catre specialisti. In primul rand, este necesara o investitie initiala mai ridicata decat in cazul altor solutii. Banii investiti pot fi recuperati in timp prin costurile reduse lunare. In al doilea rand, este vorba despre functionarea mai putin eficienta in zonele cu temperaturi foarte scazute, unde termometrul scade semnificativ in timpul iernii. 

Nu trebuie pierdut din vedere nici dependenta de electricitate, sistemul nefunctionand in cazul in care curentul electric este intrerupt. In fine, trebuie mentionat si zgomotul destul de mare, din cauza compresorului, situatia putand fi, insa, acceptata, pentru ca acest mecanism este plasat in unitatea exterioara si nefiind deranjant pentru cei din interior. 

Tipurile de pompe de caldura - Care sunt acestea?

Pompele de caldura functioneaza toate pe baza aceluiasi principiu, al transferului de energie termica, insa se deosebesc prin mediul de acumulare al energiei termice folosit. Astfel, exista varianta ce utilizeaza aerul, apa sau solul. Fiecare dintre cele trei variante are anumite avantaje si dezavantaje, trebuind sa se tina cont de caracteristicile de baza pentru o alegere corespunzatoare.

Pompa de caldura de tip aer-apa

Pompele de caldura de tip aer-apa functioneaza pe baza preluarii energiei termice din aerul aflat la exteriorul spatiului de incalzit. Desi pare contraintuitiv, aerul are o anumita energie termica, chiar si in zilele cu temperaturi foarte scazute. Aceasta energie generata de catre soare poate fi preluata si transferata la interior, cu ajutorul pompelor de caldura aer-apa, oferind astfel numeroase avantaje utilizatorilor:

• Este varianta cea mai accesibila din punctul de vedere al investitiei initiale dintre toate pompele de caldura;

• Se monteaza cu usurinta, nefiind necesara realizarea unor modificari majore ale cladiri sau instalatiei electrice;

• Poate fi conectata la instalatia de incalzire existenta deja in locuinta (calorifere, incalzire prin pardoseala);

• Produce apa calda menajera;

• Poate fi folosita si pentru racirea spatiului;

• Incalzeste spatiile interioare foarte rapid.

Acest tip de pompa de caldura are si doua dezavantaje. In primul rand, este vorba despre o eficienta mai redusa decat a altor variante, iar in al doilea rand, performantele depind foarte mult de temperaturile exterioare (cand e foarte frig, nu functioneaza la fel de eficient). 

Pompa de caldura monobloc vs. split

Pompele de caldura aer-apa sunt disponibile in doua variante, deosebirea constand in modul de configurare si instalare a echipamentelor. Asadar: ce sa alegi dintre pompa de caldura monobloc sau split? Pentru a alege varianta potrivita pentru tine, trebuie sa stii ca pompa de caldura split este formata din doua unitati separate, una plasata la exterior (condensatorul) si una la interior (evaporatorul), iar pompa de caldura monobloc ce are ambele componente intr-o singura unitate plasata in exteriorul cladirii.

Pompa de caldura de tip apa-apa

Pompa de caldura apa-apa este o varianta ce ofera o eficienta mai mare comparativ cu cea care functioneaza cu ajutorul aerului. Energia termica necesara este preluata din apa subterana (panza freatica), dintr-un rau sau lac. Practic, energia soarelui este preluata de apa, putand fi folosita pentru incalzirea si racirea spatiilor interioare. 

Tehnologia are ca principale avantaje consumul redus de energie fata de varianta anterioara, eficienta maxima indiferent de temperaturile din exterior si zgomotul redus generat. Totusi, exista si unele dezavantaje, si anume prezenta unei surse de apa ce va fi folosita, costuri suplimentare legate de realizarea unor foraje de puturi si intretinerea acestora intr-un mod constant.

Pompa de caldura de tip sol-apa

Pompele de caldura de tip sol-apa utilizeaza energia termica a solului (energia geotermala). Este cunoscut faptul ca Pamantul este acumulator de caldura, odata cu adancimea crescand si temperatura. Pompele de caldura de acest tip functioneaza cu ajutorul unui foraj geotermal, ce ajunge la adancimi apreciabile si care preia din energia termica existenta la acel nivel. 

Tehnologia permite astfel obtinerea unei eficiente maxime, aceasta fiind varianta cu consumul cel mai redus. In plus, functioneaza la aceeasi parametri, indiferent de temperatura de afara, deoarece temperatura din subsol este constanta pe tot parcursul anului. Principalul dezavantaj al acestei tehnologii este dat de investitia majora ce trebuie facuta la momentul initial, din cauza forajului geotermal, ce poate ajunge la adancimi de zeci sau chiar sute de metri. 

Criterii pentru alegerea variantei potrivite dintre pompele de caldura de tipuri diferite

Proprietarii de locuinte rezidentiale, dar si cei ai unor spatii economice diverse (birouri, spatii comerciale, de productie) se afla in cautarea celei mai eficiente metode de incalzire si de racire a spatiilor interioare. Pompa de caldura reprezinta o alegere ideala, pentru ca depaseste cu foarte mult eficienta oricarei alte solutii, fie ca este vorba despre arderea gazelor naturale, a lemnului, peletilor, fie despre arderea carbunilor. 

Studiile au aratat ca in viitorul apropiat solutia pompelor de caldura va fi una tot mai populara datorita avantajelor numeroase pe care le ofera. In alegerea variantei corecte este nevoie sa se ia in considerare unele criterii esentiale, care sa garanteze rezultatele obtinute:

• Elementul esential, de care trebuie sa se tina cont este eficienta energetica. Aceasta poate varia destul de mult, in functie de tipul de tehnologie folosit si de calitatea tehnologiei implicate. In cazul acestor echipamente, eficienta poate fi marcata prin varianta clasica de tipul A, B, C, D si prin intermediul coeficientului de performanta (COP). Acest coeficient, reprezentat sub forma unor cifre de la 1 la 6, arata cati kilowati de energie termica pot fi obtinuti cu ajutorul consumului unui kilowat de energie electrica. Daca o pompa de caldura are coeficientul de performanta 4, atunci va produce 4 kW de energie termica pentru fecare kilowat de curent electric consumat;

• Pompele de caldura vin intr-o variate de dimensiuni potrivite pentru incalzirea unor spatii diferite. Se va alege, astfel, o pompa corect dimensionata, care sa faca fata tuturor conditiilor atmosferice, dar fara a alege o varianta supradimensionata, ce va genera costuri de operare prea mari;

• Bugetul disponibil este important, pentru ca cheltuielile initiale pot varia foarte mult. O instalatie apa-aer presupune cea mai mica investitie, pe cand cea de tip sol-apa va necesita o investitie majora;

• Tipul sursei de caldura trebuie sa fie luat in considerare, alegandu-se intre varianta aerului, apei sau solului. Alegerea se va face in functie de disponibilitatea si calitatea sursei de caldura din fiecare zona. 

In concluzie, pompele de caldura reprezinta alegerea ideala pentru incalzirea si racirea spatiilor interioare, atunci cand se cauta eficienta maxima in conditii de protejare a mediului inconjurator. 

Surse foto: pinterest.com, roinstalatii.ro