Niciun expert responsabil nu va selecta o pompă de căldură fără să cunoască condițiile în care va funcționa. Înainte de a lua o decizie, el ar trebui să știe: . Doar după analizarea acestor informații, poate selecta pompa de căldură optimă în ceea ce privește profitabilitatea investiției și costurile de exploatare ulterioare.
Eficiența pompei de căldură
Coeficientul COP este utilizat pentru a evalua eficiența pompei de căldură. Valoarea sa determină câtă energie termică va transfera pompa către clădire în raport cu energia preluată din rețeaua electrică.
Valoarea COP fluctuează semnificativ datorită schimbării condițiilor de funcționare ale pompei și depinde de diferența dintre temperatura sursei de căldură inferioară și superioară. Cu cât este mai mare, cu atât eficiența pompei este mai mică. Puterea sa scade și odată cu scăderea temperaturii sursei de căldură, care este de obicei aerul, apa sau solul.
De exemplu, unul dintre producători afirmă că pompa sa are o putere de aproximativ 10 kW și o eficiență COP de 4,5 la temperatura sursei solului + 5 ° C și temperatura sursei superioare + 35 ° C. Aceasta înseamnă că pentru fiecare kilowatt-oră de energie electrică furnizată, putem obține 4,5 kWh de energie termică. Pe de altă parte, la temperatura sursei inferioare și superioare de -10 ° C și respectiv + 50 ° C, puterea sa va fi de aproximativ 5,8 kW, iar COP va scădea sub 3.
Un alt parametru important care influențează eficiența pompei este temperatura sursei superioare de căldură. Dacă este prea mare, reduce profitabilitatea utilizării pompei.
Energia din sol
O putem folosi realizând un colector orizontal sau vertical.
Colectorul orizontal este realizat din țevi dispuse în spirală sau paralel între ele în sol. Conductele sunt umplute cu o soluție de glicol sau gaz care primește căldură de la sol și o transportă către pompa de căldură. O astfel de sursă de fund necesită un teren de o dimensiune adecvată, adesea chiar de două ori mai mare decât suprafața casei încălzite.
Colectorul orizontal este plasat sub zona de îngheț, adică la o adâncime de 1,2-1,8 m. Prin urmare, este expus la fluctuații mari de temperatură pe tot parcursul anului.
La începutul sezonului de încălzire, când solul este cald, temperatura sursei de căldură poate ajunge până la + 15 ° C. Apoi, pompa de căldură funcționează perfect. De exemplu, eficiența COP poate fi de aproximativ 5 (la 35 ° C din temperatura superioară a sursei de alimentare). Cu toate acestea, deja la sfârșitul sezonului de încălzire - mai ales atunci când suprafața colectorului a fost realizată fără nicio rezervă - temperatura sursei de căldură poate scădea chiar sub -10 ° C și atunci COP al pompei va fluctua în jur de 2 sau chiar mai puțin. Și dacă iarna este și geroasă, pământul poate îngheța, ceea ce va duce la oprirea de urgență a pompei de căldură. Mai mult, un astfel de sol se va regenera mult mai mult.
După cum puteți vedea, colectorul orizontal se caracterizează printr-o mare variație a puterii și eficienței pompei de căldură, prin urmare, atunci când o alegeți, ar trebui să fie semnificativ supradimensionată.
Colectorul vertical este format din găuri găurite până la o adâncime de 150 m, în care conductele se termină cu o formă în U și sunt umplute cu soluție de glicol. Acest tip de sursă de căldură se caracterizează prin stabilitate la temperatură ridicată. În puțurile bine făcute, glicolul are o temperatură constantă (+ 2 ° C), indiferent de anotimp.
În plus, nu este necesară o suprafață mare a parcelei. Singurul dezavantaj al acestei soluții este costurile de producție mai mari decât colectorul orizontal.
O pompă de căldură alimentată de un colector vertical are o putere constantă și o eficiență ridicată pe tot parcursul sezonului de încălzire - valoarea COP este puțin mai mare decât 4.
Energia apei subterane
Aceasta este una dintre cele mai eficiente modalități de a primi energie termică regenerabilă. Apele subterane au o temperatură ridicată indiferent de anotimp. În funcție de regiunea țării, aceasta variază de la +8 la + 12 ° C.
Apa este pompată direct prin schimbătorul pompei de căldură, deci nu există pierderi de temperatură pe pereții țevilor așezate în pământ, cum este cazul colectoarelor orizontale, de exemplu. Datorită acestui fapt, COP al pompei de căldură poate ajunge chiar la 5.
Două puțuri sunt forate de obicei pentru a obține energie din apele subterane. Apa este extrasă din prima și răcită cu câteva grade până la a doua. Fântânile ar trebui să fie la cel puțin 20 m distanță și să ajungă la același acvifer.
Din păcate, această soluție are o serie de limitări legate de disponibilitatea apei și de constanța parametrilor săi chimici. Dacă straturile de apă sunt adânci (sub 30 m), costul energiei electrice asociat cu funcționarea pompei de circulație reduce eficiența întregului sistem, iar costul construirii puțului în sine va fi semnificativ. O altă problemă este variabilitatea chimiei apei. De multe ori se întâmplă ca după un timp conținutul de fier, calciu și alte minerale din acesta să crească dincolo de nivelul acceptabil. Acest lucru provoacă înfundarea sondei de refulare și a schimbătorului din pompa de căldură și, astfel, imobilizarea dispozitivului. Prin urmare, în timp ce apa subterană poate fi cea mai ieftină sursă de căldură, este și cea mai riscantă investiție.
Energia din aer
Această sursă de energie este încă subestimată, în ciuda faptului că este una dintre cele mai ieftine (nu necesită lucrări de terasament). Preocupările investitorilor provin din faptul că puterea și eficiența pompei de căldură scad odată cu scăderea temperaturii exterioare.
Acesta este, fără îndoială, un fenomen foarte nefavorabil. Cu cât temperatura aerului exterior este mai mică, cu atât avem nevoie de mai multă putere pentru a încălzi casa, iar pompa este atunci mai puțin eficientă. Cu toate acestea, aceasta nu este o caracteristică care descalifică această soluție.
Producătorii furnizează puterea dispozitivelor lor pentru o temperatură exterioară de 7 ° C (aceasta este puterea nominală). În aceste condiții, eficiența lor este chiar mai mare de 4,5. Dispozitivele moderne de acest tip funcționează chiar până la -20 ° C. Desigur, eficiența lor este apoi scăzută - aproape de 1 - și puterea lor se va ridica la doar 25% din puterea nominală. Dar chiar și la o temperatură exterioară de -10 ° C, pompa va funcționa cu un COP fluctuant în jurul valorii de 2 și va funcționa la jumătate din puterea sa nominală. La o temperatură tipică a sezonului de iarnă, care fluctuează în jurul valorii de 0 ° C, pompa de căldură va oferi deja aproximativ trei ori mai multă energie decât consumă din rețeaua electrică, iar puterea sa va fi cu doar o duzină la sută mai mică decât cea necesară.
Din aceste motive, acest tip de pompă de căldură trebuie utilizat întotdeauna cu o sursă de căldură suplimentară. Cel mai adesea este doar un încălzitor electric.
Pompă de aer și alte pompe de căldură
Să presupunem că casa este situată în Voievodatul Masovian și are o suprafață de aproximativ 150 m2. Pereții exteriori și parterul au fost izolați cu un strat de polistiren de 20 cm, iar acoperișul cu un strat de vată minerală de 30 cm. Ferestrele instalate în acesta au un coeficient de transfer de căldură U = 1,1 W / (m2K). Folosește încălzire prin pardoseală alimentată cu apă la 35 ° C și ventilație mecanică cu recuperare de căldură. Cererea de căldură și apă caldă a casei este de 6,5 kW. S-a decis încălzirea cu o pompă de căldură cu aer.
Impactul locației. După cum știți, costul încălzirii unei case depinde direct de eficiența pompei de căldură, care, la rândul său, depinde de temperatura sursei superioare și inferioare. Pentru a evalua adecvarea utilizării unei pompe de căldură în casă, profesioniștii trebuie, printre altele, să se refere la temperatura calculată. În partea centrală a Poloniei este -20 ° C, în munți -24 ° C, iar la malul mării -16 ° C.
Eficiența pompelor de căldură. Comparând eficiența diferitelor pompe la o temperatură exterioară de -20 ° C, cea cu aer este cu siguranță cea mai proastă. Va atinge un COP de aproximativ 1. Cu toate acestea, în aceste condiții, COP pentru modelele care utilizează energie din apă sau un colector vertical va fi peste 4.
Cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că sunt de obicei puține astfel de zile geroase. Conform măsurătorilor medii de temperatură pe 30 de ani, în centrul Poloniei, în timpul iernii, există doar câteva zeci de ore cu îngheț mai mare de -15 ° C și câteva sute de ore de la -10 ° C.
Costul încălzirii pompei de aer. Dacă folosim o pompă de căldură cu aer cu o putere nominală de 10 kW pentru a încălzi această casă, atâta timp cât temperatura exterioară nu scade sub -10 ° C, dispozitivul nu va folosi un încălzitor electric. Trebuie să plătiți în jur de 20.000 pentru o astfel de pompă , costurile acestui tip de încălzire în timpul iernii reci s-ar ridica la 2.000 …
Compararea cu o pompă de sol. Dacă am înlocui pompa de aer cu una de la sol cu găuri verticale, am plăti aproximativ 45.000, iar cheltuielile de încălzire ar scădea la 1.100. Puteți vedea că, pentru diferența de preț dintre cele două dispozitive, am putea încălzi casa cu o pompă de aer timp de peste 12 ani ((45.000 - 20 mii) / 2 mii. = 12,5 ani).
