În cele mai populare pompe de căldură ale compresorului, aceasta este energia mecanică necesară pentru acționarea compresorului. Cea mai comună sursă de acționare este un motor electric sau - mult mai rar - un motor cu ardere internă.
Eficiența pompei de căldură
Măsura eficienței de compresie a unei pompe este raportul dintre căldura obținută și energia electrică (mecanică) utilizată pentru acționarea acesteia. O marcăm cu simbolul literei COP (coeficient de performanță). Valoarea COP depinde de mulți factori. Acestea includ proprietățile tehnice ale compresorului și ale mediului de lucru, care pot fi: amoniac otrăvitor, freoni dăunători mediului sau dioxid de carbon. În funcție de variantă, COP poate diferi cu până la 50% - celelalte condiții de funcționare ale pompei fiind aceleași. Un alt și cel mai important factor care determină COP este diferența de temperatură dintre sursa de căldură inferioară, adică mediul din care dorim să obținem energie și temperatura mediului de încălzire,adică apă (uneori freon) care alimentează sistemul de încălzire.
Căldura poate fi obținută din aer, apă subterană sau pământ, în timp ce căldura din sol poate fi obținută prin sondele din găuri adânci sau un colector din conducte plasate la aproximativ un metru sub suprafața pământului. Fiecare dintre sursele de căldură menționate are o temperatură diferită, deci cu aceeași tehnologie, pompa de căldură va avea o valoare COP diferită pentru aceeași temperatură a mediului de încălzire (sursa superioară).
- Sonde de adâncime. Din punctul de vedere al indicelui COP, sondele de mare adâncime sunt cele mai avantajoase, deoarece temperatura solului deja la o adâncime de câteva zeci de metri sub sol este peste 10 ° C.
- Panza freatica. Proprietățile apelor subterane, care nu sunt doar temperaturi ridicate (în jur de 8 grade C), dar au și o capacitate termică enormă, sunt la fel de favorabile. Cu toate acestea, atunci când se utilizează apa subterană ca sursă de căldură, un dezavantaj serios este înfundarea frecventă a puțurilor de descărcare.
După cum se știe că „nimeni nu este lipsit de defecte”, le au și cele mai bune surse de căldură din sol. Sondele de adâncime se caracterizează printr-un preț ridicat și, în timp, temperatura din vecinătatea lor scade (atunci când puțurile sunt prea apropiate una de cealaltă), ceea ce duce la o scădere a valorii COP.
- Aer. În ciuda acestor dezavantaje, indicele COP pentru sursele de căldură mai mici descrise mai sus este cu 30-50% mai mare decât atunci când este aer. Pompele de căldură sursă de aer sunt cele mai ieftine în ceea ce privește investițiile, dar și cele mai puțin eficiente din punct de vedere energetic. Pentru temperatura exterioară sub -5 grade C, adică în perioada cu cea mai mare (peste 50%) cerere de căldură pentru încălzirea casei și a apei, în cele mai bune pompe (cu dioxid de carbon) COP este puțin mai mare de 1,5. În rest (freon) - este necesar să utilizați încălzitoare electrice în instalație și la temperaturi mai ridicate.
(Nu discut aici despre un colector plat, a cărui eficiență este situată între sondele de aer și de mare adâncime, iar acest lucru se datorează unei aversiuni personale față de această soluție, care - datorită răcirii solului - schimbă peisajul grădinii de origine într-o tundră.)
Pompa de căldură și ecologia
COP valoare mai mare decât 1 pot sugera că o pompă de căldură este o sursă ecologică în situațiile în care nu există o sursă alternativă de energie pentru încălzire decât energia electrică de la rețea.
Cu toate acestea, nu este așa. Putem folosi întotdeauna combustibili solizi sau lichizi. În sistemele moderne cu cazane pe combustibil solid, cu o funcționare puțin mai împovărătoare decât în cazul surselor de rețea, putem încălzi casa cu pelete ecologice (nu cu cărbune de mazăre ecologic!).
Există, de asemenea, ulei de încălzire ecologic sau GPL; Cu toate acestea, acești combustibili nu sunt mult mai ieftini decât electricitatea, ținând cont de costul rezervoarelor.
Pompe în Polonia
Având în vedere că eficiența sistemului de alimentare din Polonia este de 25% (ținând cont de starea tehnică a centralelor noastre pe cărbune și de pierderile de transmisie), utilizarea unei pompe de căldură cu COP = 5 ar fi o soluție benefică pentru mediu, care este posibilă prin combinarea celei mai bune surse de căldură. încălziți cu încălzire prin pardoseală la temperatură scăzută.
Într-o astfel de situație, beneficiul pentru mediu ar rezulta nu din reducerea emisiilor de CO2, ci din poluarea mai redusă a mediului cu produse de ardere, grație utilizării instalațiilor de desulfurare, denitrificare și de îndepărtare a prafului în industria electrică industrială, care nu este disponibilă în cazanele casnice.
După cum puteți vedea, numai în cazuri excepționale putem vorbi despre beneficiile de mediu ale utilizării pompelor de căldură. Cu toate acestea, acestea sunt, fără îndoială, benefice pentru industria energetică și acesta este probabil motivul pentru care, așa cum sa raportat în presă, Fondul Național pentru Protecția Mediului lucrează la sisteme de cofinanțare a pompelor de căldură, care vor sprijini - sub pretextul sprijinirii mediului și a consumatorilor - atât a producătorilor acestor dispozitive, cât și a celor … energie electrica.
O parte din energia electrică de la soare
Există, de asemenea, o față mai strălucitoare a acestei tehnologii. Să ne imaginăm că sursa de energie electrică pentru o pompă de căldură sunt celulele fotovoltaice sau hibride - fotovoltaice-termice (PVT).
Acestea din urmă sunt - ca să spunem simplu - un colector termic plat acoperit cu celule fotovoltaice (PV). Avantajul unei astfel de structuri este creșterea eficienței producției de energie electrică și a durabilității celulei răcite, precum și a alimentării cu căldură. Este adevărat că căldura are o temperatură mai scăzută decât cea care poate fi găsită într-un colector solar clasic, deoarece datorită scăderii eficienței producției de energie electrică, temperatura colectorului nu trebuie să depășească 40oC.
Prin urmare, din celulele hibride avem atât căldură, cât și electricitate - dar nu numai când este rece și întuneric, adică în timpul sezonului de încălzire. Dacă am putea trece excesul de energie electrică produsă vara la rețea (ceea ce este obișnuit în țările care iau în serios protecția mediului) și, în plus, folosim excesul de căldură pentru a încălzi solul din care pompa noastră ar extrage-o iarna, am obține un efect de mediu extraordinar prin încălzirea casei cu zero emisii de CO2.
În țările în care autoritățile nu susțin companiile care instalează colectoare cu subvenții, celulele hibride costă aproximativ 1100 / m2; împreună cu instalațiile, este deci mai puțin decât instalația solară de 2500 / m2 subvenționată de Fondul Național pentru Protecția Mediului.
Presupunând că partea de sud a acoperișului este acoperită cu celule hibride cu o suprafață de 50 m2, putem produce peste 5.000 kWh de energie electrică și 25.000 kWh de căldură în condiții favorabile. Acumularea acestei călduri în sol chiar și cu o eficiență de 30%, putem obține cu ușurință COP = 5, chiar și atunci când se utilizează radiatoare în loc de încălzire prin pardoseală optimă, cu temperatură scăzută. Aceasta înseamnă că energia electrică produsă de celulele hibride ne permite să obținem apă caldă pentru o familie de 5 (4000 kWh) și să încălzim o casă cu o suprafață utilă de 150 m2, construită într-un scandal scăzut - deși este permisă de ordonanța privind condițiile tehnice care trebuie îndeplinite de clădiri - standard energetic (21.000 kWh).(Și totuși este ușor și economic să construiești o casă care să folosească de opt ori mai puțină energie pentru încălzire!)
Celule fotovoltaice fără suport
Din păcate, utilizarea pe scară largă a unor astfel de instalații ar aduce pierderi uriașe industriei energetice și, prin urmare, probabil că nu există suport pentru sursele regenerabile de energie din celulele fotovoltaice. Prin protejarea de către guvern a intereselor puternicului sector al energiei electrice, vom plăti penalități uriașe pentru eșecul implementării directivelor UE care sprijină sursele de energie regenerabile, inclusiv instalațiile casnice pentru celulele hibride. Și acesta este probabil motivul pentru care vor primi sprijinul pompelor de căldură, care în sine nu aduc ușurare naturii poloneze, ci doar sporesc profiturile companiilor energetice. Dar acesta este un subiect pentru o altă poveste …
