Cum funcționează o pompă de căldură?

Articol creat in colaborare cu Pompe de caldura TC Romania

O pompă de căldură funcționează prin transferul energiei termice dintr-un mediu către altul. În loc să producă încălzire prin arderea unui combustibil, sistemul preia căldura disponibilă din aer, sol sau apă și o transmite către instalația de încălzire a clădirii.

Pentru locuințe, firme, pensiuni, cabinete sau spații comerciale, această tehnologie poate fi o alternativă la centralele clasice pe gaz, lemne, peleți sau combustibil lichid. Eficiența depinde însă de tipul pompei de căldură, de nivelul de izolație al clădirii, de instalația interioară și de modul în care este utilizat spațiul.

Principiul de bază: transferul de căldură

Pompa de căldură nu creează căldură în același mod ca o centrală termică. Ea mută energia termică dintr-o sursă exterioară către interiorul clădirii. Chiar și atunci când aerul de afară pare rece, acesta poate conține energie care poate fi preluată și folosită pentru încălzire.

Sistemul utilizează un agent frigorific care circulă printr-un circuit închis. Acesta își schimbă starea și temperatura în timpul funcționării, astfel încât să poată prelua căldura din exterior și să o cedeze către instalația interioară.

În funcție de tipul echipamentului, sursa de energie poate fi:

  • aerul exterior;

  • solul;

  • apa subterană sau o altă sursă de apă potrivită;

  • aerul dintr-un spațiu tehnic, în cazul anumitor boilere cu pompă de căldură.

Cele mai întâlnite în locuințe sunt pompele de căldură aer-apă, deoarece folosesc aerul exterior și pot fi integrate în instalații cu încălzire în pardoseală, ventiloconvectoare sau radiatoare dimensionate pentru temperaturi mai reduse.

Ce rol are compresorul?

Compresorul este una dintre componentele esențiale ale unei pompe de căldură. După ce agentul frigorific preia căldură din sursa exterioară, compresorul crește presiunea și temperatura acestuia. Astfel, energia poate fi transmisă mai departe către instalația de încălzire.

Electricitatea consumată de pompă este folosită în principal pentru funcționarea compresorului, ventilatorului, pompelor de circulație și sistemului de control. Din acest motiv, pompa de căldură poate livra mai multă energie termică decât energia electrică pe care o consumă, atunci când este dimensionată și instalată corect.

Randamentul real poate fi influențat de:

  • temperatura exterioară;

  • temperatura cerută de instalația de încălzire;

  • nivelul de izolație al clădirii;

  • modul în care este setat echipamentul;

  • compatibilitatea cu radiatoarele, încălzirea în pardoseală sau ventiloconvectoarele;

  • întreținerea periodică a sistemului.

Cu cât pompa trebuie să ridice mai mult temperatura agentului termic, cu atât consumul poate crește. De aceea, instalațiile care funcționează eficient la temperaturi mai joase sunt, de regulă, mai potrivite.

Cum ajunge căldura în locuință?

După ce agentul frigorific este încălzit, energia termică este transferată către apa din instalația de încălzire. Aceasta circulă apoi prin pardoseală, radiatoare sau ventiloconvectoare, în funcție de sistemul existent în clădire.

Într-o casă cu încălzire în pardoseală, căldura este distribuită uniform pe o suprafață mare, cu temperaturi moderate ale agentului termic. Într-o locuință cu radiatoare, este important ca acestea să fie suficient de mari sau adaptate pentru temperaturi mai reduse, astfel încât pompa să nu fie forțată să lucreze permanent la temperaturi ridicate.

Înainte de instalare, trebuie verificate:

  • necesarul real de căldură al clădirii;

  • nivelul de izolație al pereților, acoperișului și ferestrelor;

  • tipul instalației interioare;

  • temperatura la care funcționează eficient radiatoarele existente;

  • puterea electrică disponibilă;

  • spațiul pentru unitatea exterioară și componentele interioare.

O pompă de căldură aleasă doar după suprafața casei poate fi nepotrivită. Calculul trebuie să țină cont de pierderile de căldură și de modul real în care este folosită clădirea.

Poate produce și apă caldă menajeră?

Multe pompe de căldură pot fi configurate și pentru prepararea apei calde menajere (A.C.M.). În acest caz, sistemul încălzește apa dintr-un boiler, iar capacitatea acestuia trebuie aleasă în funcție de numărul de utilizatori și de obiceiurile de consum.

Pentru o locuință în care mai multe persoane folosesc dușul în intervale apropiate, boilerul trebuie dimensionat astfel încât să acopere vârfurile de consum. Dacă este prea mic, poate fi nevoie de reîncălziri dese sau de pornirea unei rezistențe electrice auxiliare. Dacă este prea mare, poate menține inutil o cantitate de apă care nu este folosită.

La alegerea boilerului, este util să fie analizate:

  • numărul de persoane care folosesc apa caldă;

  • consumul zilnic estimat;

  • existența mai multor băi sau puncte de consum;

  • intervalele cu cerere ridicată;

  • spațiul disponibil pentru montaj;

  • pierderile de căldură pe traseul conductelor.

Apa caldă trebuie luată în calcul separat de încălzirea spațiilor, deoarece poate influența capacitatea sistemului și costurile de utilizare.

Cum funcționează vara?

În anumite configurații, pompa de căldură poate contribui și la răcirea spațiilor. Acest lucru depinde de modelul echipamentului și de instalația interioară. Ventiloconvectoarele sunt, de regulă, mai potrivite pentru răcire decât radiatoarele clasice.

Răcirea nu trebuie presupusă automat. Pentru a funcționa corect, instalația trebuie proiectată pentru acest scop, iar controlul condensului trebuie tratat cu atenție. Dacă sistemul nu este adaptat, pot apărea probleme de confort sau umiditate.

Ce trebuie analizat înainte de alegere?

Funcționarea unei pompe de căldură este eficientă atunci când echipamentul, clădirea și instalația interioară sunt compatibile. O clădire bine izolată, cu pierderi reduse de căldură și cu instalație adaptată temperaturilor moderate, oferă condiții mai bune pentru consum controlat.

Înainte de achiziție, este recomandat să fie analizate pierderile de căldură, instalația existentă, necesarul de apă caldă, amplasarea unității exterioare, alimentarea electrică disponibilă și posibilitatea de întreținere. În cazul unei case slab izolate, primul pas poate fi reducerea pierderilor de căldură, nu alegerea unei pompe mai puternice.

O pompă de căldură funcționează cel mai bine atunci când este parte dintr-un sistem dimensionat corect. Alegerea făcută pe baza unei evaluări tehnice poate ajuta la obținerea unui consum echilibrat, a unui confort termic stabil și a unei utilizări eficiente pe termen lung.

 

Cristian Dinu Costache

Cristian Dinu Costache

Sunt Cristian Dinu Costache, am 41 de ani si profesez ca analist de mediu. Am absolvit Facultatea de Stiinte ale Mediului si am lucrat in proiecte nationale si internationale care au vizat evaluarea impactului activitatilor umane asupra ecosistemelor. Experienta mea include elaborarea de rapoarte de mediu, monitorizarea calitatii aerului si apei, dar si consilierea institutiilor si companiilor pentru implementarea unor politici sustenabile. Am invatat ca analiza riguroasa si obiectivitatea sunt esentiale pentru a oferi solutii viabile.

In afara activitatii profesionale, imi place sa fac drumetii, sa particip la actiuni de plantare si sa citesc articole stiintifice despre schimbarile climatice. Cred ca rolul unui analist de mediu este sa fie puntea dintre stiinta si societate, oferind informatii clare care pot contribui la protejarea planetei.

Articole: 173