Pompa de caldura este un dispozitiv care transporta caldura de la sursa catre un radiator, folosind temperatura acumulata in interiorul solului. De regula procesul declansat de aceasta pompa poate fi inversat, in sensul ca pompa poate transporta atat aer cald cat si rece. Dupa acest sistem functioneaza si pompele care se gasesc printre elementele componente al frigiderelor, congelatoarelor si aparatelor de aer conditionat.
Pompa de caldura extrage energia din mediul natural – solul, aerul inconjurator sau apa din panza freatica, energie cu potential inepuizabil. Este important sa stiti pompa de cladura nu poate face aceste transferuri fara un lucru mecanic, mai exact instalatia trebuie sa utilizeze o anumita cantitatte de energie electrica pentru a realiza transferul de caldura intre cele doua medii.
Pompele de caldura sunt produse relativ noi pe piata din Romania dar sunt foarte cunoscute in tarile Scandinave, unde nevoia de incalzire a locuintelor i-a facut pe oameni sa incerce sa se adapteze vremurilor nostre in care resursele naturale au devenit foarte importante.
Suedia, de exemplu, mai mult de 80% din imobile, avand cele mai diverse destinatii – vile, apartamente, scoli, gradinite, primarii, sedii de banci si in special hoteluri – sunt incalzite cu pompe de caldura.
Cu toate ca investitiile de inceput sunt destul de mari, comparativ cu o centrala pe gaze sau lemne, tot mai multi proprietari de case, vile sau cladiri opteaza pentru aceasta forma de incalzire si producere a apei calde menajere, datorita in primul rand costurilor scazute de intretinere si functionare. De fapt, pompele de caldura produc de 3-5 ori mai multa energie decat consuma. La prima vedere aceasta suna ca un hocus pocus, dar adevarul este ca pompele de caldura preiau energia existenta in mediul inconjurator, chiar si la temperaturi scazute. Aceasta energie este procesata de pompa termica si este livrata in instalatia de incalzire la o temperatura de 45-55 grade Celsius.
Avantajele pompei de caldura
- Unul dintre beneficiile acestui sistem de incalzire este ca asigura independenta fata de combustibili (gazosi, solizi sau lichizi);
- Furnizeaza aceeasi cantitate de caldura ca si centralele pe gaze sau curent electric dar cu cheltuieli mult mai mici legate de consum;
- Aceste tipuri de pompele pot furniza caldura necesara in incinte iarna si aerul rece pentru conditionare pe timpul verii;
- Nu produce noxe, deseuri rezultate in urma arderii – cum ar fi cenusa si nu prezinta pericol de explozie;
- Pompele de caldura pot fi instalate atat pentru locuinte normale cat si pentru vile, blocuri de apartamente, spitale, localuri publice sau sedii ale firmelor, sau în sere și solarii.
- Proprietarii de case care au instalat un sistem de incalzire bazat pe pompa de caldura pot avea ierni mai confortabile decat ceilalti. Caldura emanata de o centrala pe gaze, spre exemplu, are o umiditate scazuta, pe cand pompa de caldura degaja o temperatura cu un nivel de umiditate normal.
Etapele pentru montarea unei pompe de caldura
- Calculul termic al cladirii care se face de catre un inginer specialist este primul pas pentru montarea unei pompe de caldura. Acest specialist stabileste coeficientul global de izolare termica al cladirii iar in functie de necesarul termic al casei se dimensioneaza si pompa de caldura.
- Apoi se trece la operatia de foraj carfe se face conform unor directive europene care au in vedere protejarea mediului.
- Dupa efectuarea forajelor, se introduc in pamant captatoarele de caldura. Prin acest sistem inchis, format din tevi din polietilena, circula un antigelul care face legatura cu pompa. Energia preluata din pamant este transmisa agentului de racire. Agentul termic, prin vaporizare, se transforma in gaz care este absorbit de compresor. Acesta este comprimat iar in urma acestui proces temperatura gazului creste la 70 – 100 de grade Celsius. Temperatura este preluata de agentul termic prin intermediul condensatorului, folosindu-se apoi pentru incalzirea cladirilor sau pentru a produce apa calda.
- Dupa ce se introduc tuburile, puțul se acopera cu un material special care are capacitate mare de transmitere a caldurii sau a energiei.
Costurile si intretinerea unei pompe de caldura
- Pretul unei pompe de caldura porneste de la 2000 de euro in sus. Timpul de recuperare a investitiei este undeva intre trei si patru ani. Instalarea unui astfel de sistem este rentabila, tinand cont de faptul ca o astfel de investitie are cheltuieli de exploatare minime si functioneaza peste 25 de ani.
- Daca instalatia este montata corespunzator, nu este nevoie de intretinere. La sistemele compacte de generare, apa calda se scoate din instalatie, inainte de aparitia temperaturilor sub zero grade Celsius. La sistemele complexe ce functioneaza cu antigel, nu este nevoie de golire pe timp de iarna.
Utilizarea sitemelor moderne de incalzire prin pereti, prin pardoseala sau cu ventiloconvectoare, elimina toate dezavantajele si odata cu ele dispare si necesitatea ca, la temperaturi ale mediului sub – 15 °C, pompa de caldura sa fie “ajutata” de rezistentele electrice. Sistemele de incalzire cu capilare, avand diametrul de 8 mm, extrem de usor de incorpotat atat in tencuiala tavanului, ori a peretilor sau in sapa pardoselei, realizeaza o incalzire uniforma in toata incaperea, indiferent de varianta utilizata, cu o temperatura agentului termic de numai 7-10°C mai mare decat temperatura dorita in camera, fapt care face ca temperatura de 55°C, oferita de pompa termica sa fie atat de mare, incat sistemul de automatizare al instalatiei de incalzire, va recircula cea mai mare parte a agentului termic.
Cu astfel de instalatii de incalzire, se pot realiza in imobile temperaturile dorite (daca este cazul, chiar 35-38°C, pentru sauna). Un aspect deloc de neglijat este ca acelasi sistem de incalzire cu pompa termica realizeaza pe timpul verii si conditionarea incaperilor, la temperaturi prestabilite. La o privire rapida, aceasta conditionare ar putea fi asemanata de necunoscatori, cu aceea realizata de instalatiile clasice de conditionare.
In fapt este cu totul altceva si acest lucru a fost constatat de persoane care au facut imprudenta sa adoarma in serile de vara fierbinte cu instalatia clasica de conditionare deschisa. Singura directie ulterioara a fost spitalul. Spre deosebire de aceste instalatii, care in fapt nu sunt instalatii de conditionare ci numai instalatii de racire (deoarece a conditiona inseamna a respecta anumite conditii, deci a controla), instalatiile cu pompe termice realizeaza o conditionare reala a incaperii in sensul ca mentin in camera o temperatura prestabilita, indiferent de variatiile de temperatura ale mediului exterior.
La acest capitol se impun cateva clarificari. Exista o varianta folclorica conform careia, incalzirea prin pardoseala sau pereti ar crea curenti de aer ascendenti, care ar antrena microorganismele de la sol, generand afectiuni respiratorii.
Teoria este total eronata. In orice incapere, ca si in natura, curentii de aer sunt generati de diferentele de temperatura si au intensitatea direct proportionala cu aceste diferente. In cazul utilizarii caloriferelor, diferenta de temperatura dintre calorifer (aprox. 70°C) si mediul interior (aprox. 22 °C ) este de peste 45°C, in timp ce la incalzirea prin pereti sau pardoseala, diferenta de temperatura intre perete (sau pardoseala) si mediul interior este in medie de 6-7 °C (greu sesizabila). Din acest motiv, in cel de-al doilea caz nu exista conditiile de generare a curentilor de aer, curenti care sunt foarte puternici in cazul utilizarii caloriferelor.
Cine nu crede, isi poate aminti (sau poate experimenta), de jucaria din copilarie, constand dintr-o elice confectionata dintr-un patrat de hartie, fixata pe un betisor, cu un bold pe post de ax, care, amplasata deasupra caloriferului cald, se invarteste destul de tare, evindentiind, fara dubii, existenta unor puternici curenti ascendenti, care genereaza turbioane si curenti orizontali si verticali de inlocuire in toata camera.
Exista unele retineri privind conditionarea pe timp de vara, prin capilarele amplasate in pereti sau pardoseala, pe motivul ca este neplacuta la atingere o pardoseala sau un perete rece, chiar in conditiile de vara.
Intelegerea termenului de rece este eronta. Zonele de perete sau pardoseala respective, nu sunt mai reci decat mediul interior cu mai mult de 6-8 °C, deci, daca in camera sunt pe timp de vara 23°C, pardoseala (sau peretele), vor avea cca. 16°C, ceea ce vara le face placute la atingere. Ceva de genul placerii cu care in serile fierbinti de vara, atingem un cearceaf aerisit, sau o perna, aduse din debaraua mai racoroasa, sau de placerea cu care in aceleasi zile ne asezam pe scaunul mai rece din pivnita.
Referitor la pompele termice, calculele de dimensionare arata ca, pentru o cladire de 150 mp bine izolata, localizata in centrul Suediei, consumul anual de curent electric sau combustibil este de 24 000 kW (6500 kw=1 m3 combustibil) sau 3,5 m3 de combustibil. O pompa de caldura dimensionata pentru o cladire de 150 m2 consuma intre 5000 si 8000 kw. Deci, consumul unei pompe de caldura este de 3-5 ori mai mic decat al unei centrale termice performante.
In cazul Romaniei, unde temperatura in sol sau a panzei freatice este mult mai ridicata (8-12°C, fata de 0-5°C in Suedia), consumul de energie poate fi de 4-5 ori mai mic fata de un sistem clasic.
Cu cat suprafata de incalzit este mai mare, cu atat investitia intr-o pompa de caldura se amortizeaza mai rapid.
Pompele de caldura functioneaza bine pana la temperaturi de -15° C. Sub aceste temperaturi sistemul are in anumite cazuri, nevoie de ajutor fie de la rezistente electrice care uzual fac parte din completul de automatizare fie de la un alt sistem de incalzire (centrala cu gaze, lemne etc).
In Romania, instalarea unei pompe de caldura este si mai eficienta, avand in vedere faptul ca pompa poate asigura caldura, apa calda menajera si aer conditionat pe timp de vara. Daca facem un calcul estimativ pentru o vila de 300-400 de m2 comparativ cu cat costa o centrala termica performanta si o instalatie de aer conditionat tip chiller, ne putem foarte usor da seama ca, de fapt, pompa de caldura este mai ieftina si reprezinta o alternativa in timp mult mai eficienta. [Revista presei].