De ce pompele de căldură sunt cea mai profitabilă și promițătoare alternativă la încălzirea pe gaz și electrică?
Pompele de căldură sunt echipamente care, datorită tehnologiei, multiplică energia termică a surselor alternative (sol, aer ambiental, apă subterană) și o transferă în sistemul de încălzire.
Soarele și aerul sunt surse de căldură inepuizabilă și de temperatură joasă. Această energie termică este gratuită și regenerabilă.
O pompă de căldură transferă sau pompează energia termică dintr-un mediu în altul. Principiul de funcționare al unei pompe de căldură este descris mai târziu în articol.
Cum funcționează o pompă de căldură?
În proiectarea pompelor, precum și în unitățile de refrigerare, se folosește un circuit cu un agent frigorific care circulă în el, capabil să fiarbă chiar și cu o încălzire minimă. Doar pompa de căldură pentru încălzire funcționează ca un „frigorific invers”.
Cum funcționează pompa de căldură
Funcționarea unei pompe de căldură poate fi împărțită în 5 etape:
- fiabilizarea freonului în evaporator
- compresia agentului frigorific de către compresor
- transferul de căldură de la condensator la circuitul de încălzire
- trecerea agentului frigorific condensat răcit prin supapa de throttling
- întoarcerea freonului răcit și lichid la schimbătorul de căldură al evaporatorului
Pompele de căldură sunt destinate pentru încălzire și răcire. O funcție suplimentară este de a încălzi apa pentru utilizare domestică sau industrială. Acesta este cel mai funcțional echipament în comparație cu orice boilere sau aparate de aer condiționat.
Pompa de căldură funcționează foarte economic, deoarece consumă energie doar pentru funcționarea compresorului și a pompelor de circulație. Eficiența energetică a pompelor de căldură este foarte ridicată. Factorul de conversie a energiei ajunge la 4-6 și chiar mai mult. Aceasta înseamnă că fiecare kilowatt de energie utilizat este convertit de o pompă de căldură în 3-5 kilowati de căldură, care este utilizată pentru a încălzi o casă sau pentru a încălzi apă.
Va trebui să plătiți de câteva ori mai puțin pentru încălzirea unei case sau pentru încălzirea apei decât dacă s-ar folosi un boiler electric sau un cazan. Costurile de încălzire pot fi reduse cu până la 75-80%!
Sub tarifele actuale la gaz, un cazan pe gaz este de 2-3 ori mai scump de operat decât o pompă de căldură.
Cum funcționează o pompă de căldură pentru încălzirea casei?
Căldura poate fi extrasă din:
- apa subterană la o adâncime de 15-20 m;
- un corp de apă din apropiere;
- plăci de sol cu o adâncime de așezare a colectorului orizontal de până la 1.2-1.5 m;
- puțuri forate adânci de până la 40-50 m adâncime.
Există multe alte modalități de a utiliza tehnologia pompelor de căldură pentru a reduce pierderile de căldură și a reduce costurile de încălzire.
De exemplu, atunci când se utilizează căldura excesivă din procesele tehnologice, căldura din apa uzată și în multe alte cazuri.
Tipuri de pompe de căldură
Există sisteme care utilizează căldură geotermală, căldură din aer sau instalații care extrag căldură hidrotermală. Să evidențiem câteva tipuri principale de pompe de căldură.
Pompă de căldură cu sursă de sol
O pompă de căldură cu sursă de sol este un sistem care extrage căldura excesivă dintr-un strat de sol de suprafață, din puțuri adânci sau dintr-un corp de apă din apropiere.
Temperatura solului la o adâncime sub stratul înghețat în timpul iernii este întotdeauna pozitivă – până la 5-10 (° C). Căldura acumulată în timpul verii este suficientă pentru ca pompa de căldură cu sursă de sol să încălzească încăperea în timpul iernii.
Pentru eliminarea căldurii, se așează un colector tubular din plastic sau se coboară sonde duble, în care circulă un agent de răcire, care nu îngheață în condiții de iarnă. Cu cât există mai mult spațiu locuibil, cu atât mai lungi sunt țevile colectorului sau mai adânci sondele. Puterea specifică de eliminare a căldurii pentru diferite soluri poate varia de la 8 la 32 W / m². Caracteristicile solului și ale straturilor sale sunt, de asemenea, luate în considerare, ceea ce necesită studii geologice.
Dacă există un iaz sau un rezervor în apropierea casei cu un volum și o adâncime suficientă de apă, spiralele și inelele unui colector din plastic sunt plasate în el până la adâncimea (până la fund).
Pompă de căldură apă-apă
Pompa de căldură apă-apă, al cărei principiu se bazează pe extragerea căldurii din apa subterană, este destul de complicată de instalat. Temperatura apei la adâncime este constantă pe tot parcursul anului – aproximativ + 10 ° C.
Pentru a instala o astfel de pompă de căldură, este necesară o analiză a adâncimii orizontului apei, cantității, calității și purității apei. Performanța sa în termeni de căldură sau frig nu depinde de condițiile atmosferice sau de schimbarea sezonului. Raportul de conversie a energiei al pompei de căldură apă-apă este ridicat – COP de până la 5 și mai mult, dar instalarea și întreținerea sunt problematice.
O pompă de căldură apă-apă pentru încălzire este o opțiune profitabilă doar cu condiția unei selecții și calculări competente a echipamentului, precum și a unei instalări și puneri în funcțiune foarte calificate.
Pretul pompelor de căldură geotermale și de apă este ridicat din cauza necesității de studii preliminare și a lucrărilor de instalare costisitoare.
Pompă de căldură aer-apă
Această pompă de căldură este mai accesibilă din punct de vedere al prețului și instalării. Este cea mai potrivită pentru integrarea într-un sistem de încălzire modernizat și este, de asemenea, ușor de instalat și se amortizează rapid atunci când este introdusă într-o casă nouă. Deoarece performanța sa termică depinde de temperatura aerului exterior, este avantajos să folosești o pompă de căldură aer în circuite bivalente, cu o sursă de căldură de rezervă secundară.
Capacitatea totală a unei pompe de căldură cu o sursă de rezervă devine aproape jumătate din costul său, dar eficiența energetică și economia sistemului de alimentare cu căldură rămân optime.
Se face distincția între un layout monobloc sau un kit care include unități exterioare și interioare. Pompă de căldură cu sursă de aer cu invertor răspunde precis și economic la sarcinile prioritare pentru căldură, apă caldă sau frig. Coeficientul de eficiență energetică al acestor sisteme este de până la 5 sau mai mult, ele fiind capabile să funcționeze chiar și la temperaturi exterioare de până la -25 ° C. Acestea sunt cele mai populare pompe de căldură pentru utilizare în clime temperate în cea mai mare parte a teritoriului Ucrainei.
Aceste modele sunt o opțiune disponibilă din punct de vedere al condițiilor climatice pentru un proiect cu recuperare rapidă a investiției pentru modernizarea încălzirii sau instalarea într-o casă nouă atât în orașele cu milioane de locuitori, cât și în regiuni.
Un exemplu excelent de pompă de căldură aer-apă este seria Arctic Home Basic și Arctic Home Smart, echipamente de înaltă performanță de la brandul britanic Mycond.
Pompă de căldură aer-aer
Folosind căldura din ventilație sau aerul exterior, o pompă de căldură aer-aer este similară în ceea ce privește funcționarea cu un aparat de aer condiționat de răcire / încălzire, dar cu prioritate de lucru pe încălzire. Această pompă de căldură este utilizată ca un sistem care permite economisirea banilor pentru încălzirea casei nu doar în Europa, ci și în Ucraina.
În plus, astfel de pompe de căldură pot fi echipate cu un set pentru prepararea apei calde și se disting prin rate ridicate de eficiență energetică sezonieră.
Există, de asemenea, alte scheme de sisteme de pompe de căldură:
- pompă de căldură sol-aer;
- pompă de căldură brină-apă;
- altele.
Pompele de căldură sunt utilizate pentru a încălzi apa în piscine sau procese tehnologice, în unele domenii industriale sau în construcții pentru încălzirea oricărei facilități comerciale.
Beneficiile pompelor de căldură
- Tehnologii inovatoare pentru alimentarea cu căldură, aer condiționat și furnizarea de apă caldă, prezentate într-un singur dispozitiv – o pompă de căldură.
- Economice și costuri de câteva ori mai mici pentru încălzire și furnizarea de apă caldă.
- Pompă de căldură ecologică, fără emisii de CO2 și poluarea mediului.
- Securitate la incendiu, fără necesitatea de supraveghere, aprobată, monitorizare constantă a siguranței echipamentului.
- Control inteligent și moduri de operare economice, controlul microclimatului prin senzori de temperatură și umiditate.
- Controlul diferitelor circuite de încălzire cu temperaturi: radiatoare și încălzire prin pardoseală.
- Încălzire și răcire cu pompe de căldură și unități cu bobină de ventilator.
- O pompă de căldură cu sursă de sol, al cărei preț este ridicat, este o opțiune economică viabilă pentru încălzirea unei case noi fără gaz, mai ales în condiții de alimentare limitată cu energie pentru casă.
Concluzii
Numai specialiștii foarte calificați pot alege setul corect de echipamente pentru pompe de căldură care funcționează conform unei scheme sau alteia, cu referire la o secțiune specifică a unei case private, ținând cont de sistemele inginerești și planificarea clădirii.
Calculările corecte determină: costul sistemului, eficiența și fiabilitatea acestuia. Pompele de căldură sunt sisteme inovatoare cu instalare complexă și control inteligent. Pentru a implementa astfel de proiecte, este necesar să apelăm la profesioniști pentru a alege cel mai potrivit set de echipamente în funcție de putere și preț și a calcula beneficiul economic din implementarea sa.
