Pompe de caldura

Principiu de funcţionare

Sistemele de încălzire – răcire care folosesc energia termală naturală a Pământului (pompele de căldură), au nevoie de o cantitate scăzută de energie electrică pentru a concentra ceea ce natura ne pune la dispozitie, adică temperatura înmagazinată în pământ sau pânza freatică sau aer după care încălzesc sau răcesc interiorul clădirilor.

Pompele de căldură sunt proiectate folosind o tehnologie de ultimă oră, se adaptează
oricărui tip de clădire şi prezintă costuri minime de întretinere. Principiul de functionare este
diferit de cel al sistemelor conventionale care ard combustibil, gaz metan, propan, lemn sau
combustibil lichid pentru a produce energie.

Acestea pot fi clasificate astfel:

• Pompă de căldură apă – apă
• Pompă de căldură sol – apă
• Pompă de căldură aer – apă
• costuri de intretinere ZERO

Cum funcţionează pompele de căldură?

Pompa de caldură este instalația care transferă căldura de la un mediu mai rece către un mediu mai cald. Cel mai adesea, pompele extrag căldura din apă, din aer sau din pământ/sursa geotermală și o transferă în casă, prin intermediul încălzirii prin pardoseală, a radiatoarelor etc.

Frigiderul, spre exemplu, funcționează dupa acest principiu: el extrage căldura din interior și o disipă apoi în aerul exterior, printr-un radiator.

In timpul functionarii pompei de caldura exista urmatoarele elemente:
• corpul cu temperatura mai joasa (de exemplu temperatura mediului ambiant – aer, apa, sol) pe care il vom numi sursa rece ( si care ajunge in vaporizator);
• corpul cu temperatura mai mica decit a sursei reci, numit agent frigorific ( acesta preia caldura sursei reci);
• un corp care trebuie sa primeasca , de la agentul frigorific, caldura ( in condensator ), numit agent termic (apa care circula prin sistemul de incalzire in pardoseala, calorifere, ventiloconvectoare etc.);

Agentul frigorific, are un punct de fierbere foarte scazut (ex: R134a fierbe la temperatura de -26°C iar R410A fierbe la temperatura de –40°C) si are proprietatea de a acumula energie transfomandu-se din stare lichida in stare gazoasa. El poate ceda usor aceasta caldura revenind la starea lichida initiala.

In momentul in care agentul frigorific devine gaz prin preluarea caldurii sursei reci, acesta este introdus intr-un compresor (doar gazele se pot comprima – lichidele sunt incompresibile) iar in timpul compresiei (asa cum stim deja ) temperatura agentului frigorific creste cu citeva zeci de grade, suficient sa ajunga la o temperatura mai mare decat a agentului termic si sa-i poata ceda acestuia cadura . Dupa ce agentul frigorific cedeaza energia agentului termic, acesta revine treptat la starea initiala (lichida) si este trecut printr-un ventil de expansiune unde pierde presiunea acumulata in compresor.

Daca o pompa de caldura are COP= 5 ( precizand si ecartul de temperatura ) spunem de fapt ca respectiva pompa produce cu 1kW putere electrica, 5 kW putere termica. Aceasta marime este numita coeficient de performanta. Astfel, aceste sisteme de încăzire – răcire şi producere a apei calde menajere sunt cele mai economice la aceasta ora din punct de vedere al costurilor de exploatare având şi avantajul că nu poluează.

Costuri şi întreţinere

Timpul de recuperare a investitiei este estimat intre 3 si 8 ani . Tinand cont de faptul că o asemenea investitie functionează peste 20 de ani, cu cheltuieli de exploatare aproape minime, implementarea unui astfel de sistem este rentabilă.

Dacă instalatia este montată corespunzator, costurile de intretinere sunt minore, iar costurile (pentru racire pasiva ) se reduc cu peste 90% în anotimpurile calde, iar în anotimpurile reci, cu cel putin 60 % (pentru încălzire), în cazul în care instalatia este bine dimensionată şi izolatia casei este făcută corespunzător.