Pompe de căldură, adică încălzire ieftină

Cea mai importantă diferență dintre un cazan și o pompă de căldură este sursa de energie pe care o procesează aceste dispozitive. În cazan se folosește combustibil: gaz, petrol, cărbune sau lemn, pentru care trebuie să plătiți. Pe de altă parte, pompa folosește energie gratuită stocată în pământ, în apele subterane sau în aer. Cu toate acestea, pentru a obține și procesa această energie, este necesar, de asemenea, să furnizați o anumită cantitate de energie pompei în sine (pentru alimentarea compresorului și a pompei de circulație). Raportul dintre puterea de încălzire a pompei și cantitatea de energie electrică consumată de aceasta este o măsură a eficienței, adică eficiența pompei. Pompele cu randament ridicat din fiecare kilowatt de energie electrică furnizată acestora „produc” peste 4 kW de putere de încălzire.Cu toate acestea, această eficiență scade pe măsură ce diferența de temperatură dintre sursa de căldură și receptor, adică sistemul de încălzire a locuinței, crește. Prin urmare, utilizarea unei pompe de căldură aduce cele mai mari beneficii atunci când este posibil să se obțină căldură dintr-o sursă cu cea mai mare temperatură posibilă și să se furnizeze instalații de încălzire centrală cu cea mai scăzută temperatură a mediului de încălzire, adică sisteme de încălzire la temperatură scăzută (de ex. încălzire prin pardoseală sau perete).sisteme de încălzire la temperatură scăzută (de ex. încălzire prin pardoseală sau perete).sisteme de încălzire la temperatură scăzută (de ex. încălzire prin pardoseală sau perete).
Surse de căldură
O bună sursă de căldură este una dintre condițiile de bază pentru o funcționare eficientă a unui sistem de încălzire cu pompă de căldură. În Polonia, apa subterană sau solul sunt cel mai des folosite ca sursă de căldură, mult mai rar aer.
Panza freatica. Acestea sunt cele mai bune resurse energetice, deoarece au aceeași temperatură pe tot parcursul anului - în intervalul de la 7,5 la 12 ° C, deci asigură o eficiență ridicată a sistemului de încălzire pe tot parcursul anului.
Pentru a obține căldură din apele subterane, este necesar să se construiască două fântâni - o fântână de exploatare, din care pompa preia căldură, și o fântână de descărcare, prin care apa răcită revine la sol. Distanța dintre puțuri trebuie să fie de cel puțin 15 metri.
Cu toate acestea, există unele dificultăți în obținerea căldurii din apele subterane, cum ar fi necesitatea de a găsi un acvifer cu o capacitate suficient de mare sau pregătirea - în conformitate cu reglementările - a documentației, numită o supraveghere legală a apei.
Sol. Pentru a obține căldură de la sol, așa-numitul colectoare la sol, adică țevi de PE îngropate în pământ în care circulă fluid antigel (de ex. glicol). Colectoarele de sol pot fi de trei tipuri:
- orizontal - din țevi așezate la o adâncime de 1,5 până la 2 m. Un astfel de colector este relativ ieftin, dar ocupă o suprafață destul de mare, de aproximativ 1,5-2 ori suprafața pe care trebuie să o încălzească pompa (un colector pentru o casă cu o suprafață de 200 m2 este de la 300 la 400 m2). Colectorul orizontal este, de asemenea, susceptibil la modificări ale temperaturii exterioare, care pot reduce eficiența pompei de căldură în timpul înghețurilor prelungite;
- spirală - foarte asemănătoare cu cele orizontale, dar cu țevi aranjate în spirală, deci săpăturile sunt ceva mai adânci, dar mai scurte;
- verticale - acestea sunt coloane de țevi îngropate în pământ la o adâncime de 20 m, deși există și unele mai adânci. Numărul de foraje depinde de necesarul de căldură al clădirii. Avantajele unui astfel de colector sunt: eficiență ridicată și susceptibilitate redusă la schimbările de temperatură externă (la o adâncime de 10 m și sub temperatura este constantă pe tot parcursul anului și se ridică la 10 ° C), precum și o suprafață relativ mică de teren pe care o ocupă. Cu toate acestea, un colector vertical este mult mai scump decât unul orizontal sau spiralat.
În aer liber. Este, fără îndoială, cea mai ieftină și mai ușoară sursă de căldură de obținut, mai ales când parcela este mică. Cele mai noi pompe de căldură pot obține căldură din aerul exterior chiar și atunci când temperatura acestuia scade la -20 ° C.
Instalații de încălzire
Eficiența pompei de căldură devine mai mare, cu atât diferența de temperatură dintre sursa de căldură și receptorul de căldură este un sistem de încălzire menajer. Prin urmare, utilizarea unei pompe de căldură aduce cele mai mari beneficii atunci când cooperează cu un sistem de încălzire la temperatură scăzută - podea sau perete. Este adevărat că puteți face și o instalație de radiatoare la temperatură scăzută, dar atunci radiatoarele ar trebui să aibă o suprafață relativ mare, care ar fi mai scumpă și ar ocupa mult spațiu în casă.
Selectarea pompei de căldură
Puterea pompei. Atunci când alegeți o pompă, cel mai important lucru este să selectați corect puterea de încălzire a acesteia. O pompă prea mică nu va putea oferi confort termic. La rândul său, o pompă excesiv de mare înseamnă nu numai costuri inutile, ci și o operare mai costisitoare (consum mai mare de energie), care ar putea pune în discuție rentabilitatea întregii investiții. Deoarece selectarea dimensiunii pompei necesită multă experiență, cel mai bine este să o încredințați unei companii care produce sau instalează pompele. Cu toate acestea, merită să știm că puterea pompei poate fi selectată în trei moduri:
- puterea corespunzătoare exact cantității de căldură necesară în perioada celor mai mari scăderi de temperatură (de obicei -20 ° C);
- putere mai mică decât cererea maximă: atunci se presupune în prealabil că căldura lipsă va fi alimentată periodic din alte surse, cum ar fi un șemineu, un cazan sau încălzitoare electrice;
- putere mai mare decât cererea calculată: atunci pompa este utilizată numai în perioada în care se aplică al doilea tarif electric.
Tipul compresorului. Elementul de bază al fiecărei pompe este compresorul. Durabilitatea pompei depinde de aceasta. Există o gamă de pompe cu compresoare scroll sau compresoare cu piston. Fiecare dintre ele funcționează în condiții diferite, astfel încât un specialist ar trebui să decidă care va fi mai bun.
Cu sau fără tavă. Rentabilitatea pompelor de căldură crește semnificativ dacă, în afară de faptul că încălzesc casa, sunt folosite și pentru prepararea apei calde (încălzirea apei pentru patru persoane cu pompă de căldură costă la fel de mult ca pregătirea apei pentru o persoană cu încălzitor electric). Pentru aceasta aveți nevoie de un încălzitor de apă caldă cu o bobină.
Dacă casa este mică (până la 200 m2) și o familie de trei sau patru, atunci un rezervor de depozitare de 150-200 l este mai mult decât suficient. Unii producători de pompe plasează rezervoare cu această capacitate în aceeași carcasă cu pompa. Dacă cererea de apă caldă este mai mare, atunci este mai bine să cumpărați numai pompa și să cumpărați un rezervor cu o capacitate de 300 sau chiar 400 de litri.
Merită
Pompele de căldură sunt cea mai ieftină sursă de căldură. Nu este necesar să plătiți combustibilul, inspecțiile cazanelor, curățarea coșului de fum. Singurele costuri de funcționare sunt taxele pentru energia electrică care alimentează pompa de căldură. Drept urmare, costurile încălzirii și preparării apei calde reprezintă în medie jumătate din costurile încălzirii cu gaze naturale. Dacă comparăm încălzirea cu o pompă de căldură cu încălzirea cu combustibili mai scumpi, cum ar fi încălzirea petrolului sau a gazului natural, diferențele vor fi și mai mari.
Cu toate acestea, pentru viitoarele „profituri” trebuie să plătiți mai devreme - un sistem de încălzire cu pompă de căldură costă mult mai mult decât un cazan de gaz sau petrol. Prin urmare, înainte de a ne decide cu privire la aceasta, merită să verificăm în prealabil dacă va da efectiv rezultatul. Pentru a afla, este necesar să se numere cât timp economiile rezultate din facturile de încălzire mai mici vor acoperi diferența de cheltuieli de capital între o instalație de pompă de căldură și o cameră de cazan tradițională sau altă sursă de căldură - de exemplu, un șemineu cu un sistem de distribuție a aerului cald.
Exemplu. Dacă presupunem că costurile proiectării, materialelor și construcției căldării pe gaz (cazan în picioare + rezervor de apă caldă), racordul la gaz și coșul de fum vor fi de 20.000, iar costurile de instalare corespunzătoare cu o pompă de căldură (cu un schimbător de căldură orizontal sau spiral sau puțuri și un rezervor de apă caldă menajeră cu o capacitate de 300 litri) se va apropia de suma de 30.000, diferența de cheltuieli de capital este de 10.000. Dacă presupunem că încălzirea unei case cu o suprafață de aproximativ 180-200 m2 cu gaz natural costă 2.000 pe an și cu o pompă de căldură jumătate din preț, adică se pare că costurile suplimentare pe care le-am suportat atunci când am decis să instalăm o pompă de căldură se vor achita după 10 ani.
Dacă instalația cu o pompă de căldură ne va costa mai mult (vom cumpăra o pompă mai scumpă sau vom fi obligați să realizăm colectoare verticale scumpe) sau cererea de căldură în casă va fi mai mică (este cazul caselor cu suprafață mai mică sau case foarte bine izolate), perioada de recuperare proiectele de investiții pot fi extinse semnificativ (chiar și până la 30-40 de ani). Dar dacă cererea de căldură este mai mare decât în exemplul descris (de exemplu, casa este mare sau familia este mare și, prin urmare, consumă cantități semnificative de apă caldă), sau dacă alternativa la pompa de căldură este un combustibil mai scump decât gazul natural, atunci banii investiți în pompa de căldură pot plătiți înapoi după câțiva ani.
Cum funcționează pompa
Principiul pompei de căldură este similar cu cel al unui frigider. Se bazează pe utilizarea proprietăților unui fluid special - așa-numitul Mediul de lucru care circulă în instalația internă a pompei suferă modificări periodice de fază. Următoarele etape se pot distinge aici:
- evaporarea mediului de lucru după primirea căldurii furnizate pompei (de la sol, apă sau aer) - tranziția la faza gazoasă,
- compresia gazului în compresor, rezultând o creștere a presiunii și temperaturii acestuia,
- transferul de căldură la instalație încălzire,
- decompresia mediului de lucru - tranziția la faza lichidă.
Colecționar numai prin design
Selectarea și dimensionarea corectă a colectorului este una dintre condițiile de bază și cele mai importante pentru funcționarea corectă a unei pompe de căldură. În special, trebuie amintit că:
1. Redimensionarea colectorului duce la o scădere a temperaturii fluidului care circulă în el, ceea ce reduce eficiența pompei. Mai mult decât atât, temperatura negativă a fluidului poate provoca înghețarea țevilor și reduce secțiunea lor transversală și, în consecință, poate sufoca debitul în colector.
2. Selectarea unei zone a unui colector plat care este prea mică poate provoca o răcire semnificativă a solului și întârzia vegetația plantelor plantate deasupra colectorului.
3. Alegerea unui colector vertical prea mic poate duce la o scădere continuă a temperaturii solului (cu un alt grad după fiecare iarnă), ceea ce duce la o scădere a eficienței sistemului. Pompele
multifuncționale
Printre pompele de căldură există și cele pentru care sursa de căldură poate fi încălzită aerul eliminat din casă prin conductele de ventilație. Și întrucât aerul încălzit este cea mai eficientă sursă de căldură, eficiența acestor dispozitive este, de asemenea, foarte mare. Cu atât mai mult cu cât, pe lângă încălzirea casei și pregătirea apei calde menajere (unele modele au un rezervor mare încorporat pentru 160 sau 200 l de apă), o astfel de pompă acționează și ca o unitate de ventilație cu recuperare de căldură.
Nu trebuie să vă faceți griji cu privire la performanța pompei. Dacă cererea de energie este mai mare decât cantitatea de căldură pe care pompa este capabilă să o genereze, încălzitoarele electrice instalate în dispozitiv se vor porni automat.