Pompa de căldură este considerată unul dintre cei mai eficienți generatori de energie termică. Totuși, pentru a se ridica la nivelul acestei reputații, sunt necesare anumite condiții. De aceea, vă oferim trei sfaturi valoroase de care ar trebui să țineți cont atunci când folosiți o pompă de căldură!

Sună tentant: utilizarea gratuită a energiei termice din aer, din sol sau din apa subterană pentru încălzire – cine ar putea refuza o astfel de oportunitate? Totuși, lucrurile nu sunt chiar atât de simple. Pe lângă investiția inițială, există și costurile pentru energia electrică necesară funcționării compresorului din pompa de căldură. Acest compresor este esențial pentru a transformă energia termică din mediul înconjurător în energie termică utilizabilă pentru sistemul de încălzire. Principiul de bază este următorul: cu cât diferența dintre sursa de căldură și temperatura solicitată de sistemul de încălzire este mai mare, cu atât consumul de energie electrică va fi mai ridicat – și, implicit, eficiența pompei de căldură va fi mai scăzută.

Pompele de căldură eficiente sunt din ce în ce mai populare, fiind sustenabile și economisind bani. Totuși, ele funcționează cel mai eficient atunci când sistemul de încălzire trebuie să atingă temperaturi cât mai scăzute. Există o varietate uriașă de modele și tipuri, motiv pentru care merită să clarificăm în prealabil următoarele aspecte:

• Ce sursă de căldură este disponibilă?
• Ce tip de căldură ambientală urmează să fie utilizată?
• Ce temperaturi trebuie generate?

"Cu cât diferența dintre temperatura sursei de căldură și temperatura sistemului de încălzire este mai mare, cu atât consumul de energie electrică va fi mai ridicat."

Prin urmare, eficiența pompei de căldură depinde de factori precum sursa de căldură, temperatura din circuitul de încălzire și dimensionarea corectă a componentelor.

Pentru ca o pompă de căldură să funcționeze optim, trebuie respectate câteva principii esențiale.

În primul rând, trebuie aleasă sursa de căldură potrivită. De exemplu, o pompă de căldură aer-apă este mai accesibilă ca investiție inițială. Totuși, dacă temperaturile scad frecvent sub zero grade, poate fi mai avantajos să se utilizeze energia geotermală, care este mai constantă, sau să se ia în considerare sprijinirea sistemului cu un alt tip de energie.

În al doilea rând, un factor decisiv este temperatura la care apa este introdusă în sistemul de încălzire (așa-numita „temperatură de tur”). Principiul de bază este: cu cât o casă este mai bine izolată și cu cât suprafața sistemului de distribuție a căldurii este mai mare, cu atât temperatura de tur necesară va fi mai scăzută.

Al treilea aspect important este dimensionarea optimă a pompei de căldură. Dacă este supradimensionată, aceasta va porni și se va opri prea des, ceea ce duce la un consum inutil de energie electrică. Pe de altă parte, o pompă de căldură subdimensionată poate deveni problematică – sistemul va funcționa adesea la capacitate maximă și, în zilele foarte reci, ar putea să nu furnizeze suficientă energie termică.

Interesant la tehnologia pompei de căldură este principiul său de funcționare. Prin intermediul unui agent frigorific și al comprimării acestuia, este posibil transportul energiei termice. Compresia are loc cu ajutorul energiei electrice, însă energia termică provine dintr-o sursă externă – în cazul unei pompe de căldură aer-apă, de exemplu, din aerul ambiental din exterior. Această tehnologie a devenit atât de eficientă încât chiar și Oficiul Federal pentru Energie recomandă utilizarea energiei termice din mediu.

Există mai mulți factori care determină câtă energie termică poate fi obținută în raport cu energia electrică utilizată. Un aspect esențial este diferența de temperatură dintre interior și exterior, precum și nivelul de temperatură al sursei de căldură. Acest raport dintre energia consumată și energia termică obținută este cunoscut sub numele de Coefficient of Performance (COP).

COP-ul se poate calcula. De exemplu, dacă o pompă de căldură are o putere de 8 kWh și necesită 2 kWh de energie electrică, COP-ul rezultat este 4. Producătorii indică, de asemenea, acest coeficient, determinat în condiții standard. Pe lângă COP, există și SCOP (Seasonal Coefficient of Performance), care ia în considerare variațiile sezoniere.

Pentru proprietarii de locuințe, COP-ul în funcționare este deosebit de relevant, deoarece nu rămâne întotdeauna la valoarea specificată de producător, ci depinde de mai mulți factori. Unul dintre cei mai importanți este nivelul de temperatură al sursei de căldură.

De exemplu, o pompă de căldură aer-apă poate atinge un COP de 4,5 la o temperatură exterioară de 12°C. Dacă temperatura exterioară scade la -10°C, COP-ul se reduce la 3,0. Dacă sistemul de încălzire necesită o temperatură de tur foarte ridicată, COP-ul poate scădea și mai mult – de exemplu, la 2,5.

Din aceste valori, putem calcula eficiența și consumul de energie electrică.

• La un COP de 4,5 și un necesar de energie termică de 20 kWh, pompa de căldură va consuma aproximativ 4,44 kWh de energie electrică.
• Dacă COP-ul scade la 2,5, atunci pentru a produce aceeași cantitate de energie termică, pompa de căldură va necesita deja 8,0 kWh de energie electrică.

Astfel, eficiența pompei de căldură și costurile de operare sunt influențate direct de temperatura sursei de căldură și de condițiile de utilizare.

Pentru o funcționare eficientă a sistemului de încălzire, este esențial ca toate componentele să fie dimensionate corect. Acest lucru nu se aplică doar la puterea generatorului de căldură propriu-zis, ci și la toate celelalte părți ale instalației, care trebuie să fie bine corelate între ele.

Pompele de căldură furnizează energie constant, spre deosebire de sistemele de încălzire pe bază de ulei sau gaz, care funcționează intermitent și generează cantități mari de energie termică într-un timp scurt. Pentru a compensa această diferență, un vas de acumulare suficient de mare (așa-numitul "Pufferspeicher") este esențial pentru echilibrarea sistemului.

Acest lucru este deosebit de avantajos în zilele reci, când vasul de acumulare poate compensa cererea crescută de energie termică. În lipsa acestuia, ar putea fi necesară susținerea generatorului de căldură cu un al doilea sistem de încălzire, ceea ce ar fi o soluție ineficientă și inutil de costisitoare. Un rezervor mai mare îndeplinește același rol, oferind mai mult confort și o eficiență economică mai mare.

Eficiența producției de energie termică depinde în mare măsură de tipul de radiatoare utilizate în locuință. O renovare este momentul ideal pentru a lua în considerare și acest aspect.

Pompele de căldură funcționează optim la temperaturi reduse ale apei de tur. În sistemele cu radiatoare clasice, însă, temperatura de tur este relativ ridicată. În clădirile mai vechi, aceasta poate ajunge chiar și la 90°C. Prin utilizarea unui sistem de condensare, temperatura de tur poate fi redusă la aproximativ 45°C.

O soluție și mai eficientă este utilizarea unei pompe de căldură aer-apă cu încălzirea prin pardoseală, cum ar fi modelul UltraSource B comfort C. În acest caz, temperatura de tur poate fi menținută între 30 și 40°C, ceea ce permite pompei de căldură să funcționeze mult mai eficient decât în combinație cu radiatoarele convenționale.

În circuitul de încălzire, pe lângă temperatura de tur, există și temperatura de retur, care reprezintă temperatura apei de încălzire în momentul în care aceasta revine la generatorul de căldură. Temperatura de retur este întotdeauna mai mică decât temperatura de tur, deoarece apa cedează căldură în interiorul locuinței.

Pentru o producție eficientă de căldură, diferența dintre temperatura de tur și cea de retur ar trebui să fie cât mai mică posibil. În acest caz, sistemul funcționează constant și eficient. Încălzirea prin pardoseală se dovedește din nou o soluție ideală, deoarece diferența dintre tur și retur este de aproximativ 10°C.

În schimb, în cazul altor sisteme de încălzire, cum ar fi radiatoarele clasice, această diferență poate fi de 15°C sau chiar mai mult, ceea ce reduce eficiența generală a sistemului.

Sistemul de încălzire își obține energia termică de la o sursă specifică de căldură. În cazul pompei de căldură aer-apă UltraSource B comfort C, această sursă este aerul exterior al locuinței. În schimb, pompa de căldură sol-apă UltraSource T comfort utilizează energia geotermală, motiv pentru care este echipată cu colectoare subterane, instalate în sol.

În cazul ambelor tipuri de pompe de căldură, eficiența și COP-ul (Coefficient of Performance) depind de temperatura sursei de căldură și de diferența acesteia față de temperatura din sistemul de încălzire.

Dacă sursa de căldură este solul, ca în cazul pompei de căldură sol-apă UltraSource T comfort, temperaturile rămân relativ constante pe tot parcursul anului datorită straturilor izolatoare ale solului. De obicei, aceasta este de aproximativ 12°C, ceea ce asigură o eficiență stabilă.

În schimb, pompa de căldură aer-apă UltraSource B comfort C utilizează aerul exterior ca sursă de căldură, ceea ce înseamnă că temperatura exterioară influențează direct COP-ul. În zilele foarte reci, COP-ul scade, afectând astfel eficiența sistemului.

Așadar, pentru cei care locuiesc într-o zonă cu temperaturi scăzute frecvente, sub -15°C, o pompă de căldură sol-apă este o alegere mai eficientă pentru producerea energiei termice, deoarece oferă un COP mai stabil și un consum de energie mai redus în condiții extreme.

Creșterea eficienței unei pompe de căldură aer-apă cu ajutorul unui puț de aer

Un COP mai redus în timpul celor mai reci perioade ale anului poate fi compensat în cazul pompei de căldură aer-apă UltraSource B comfort prin utilizarea unui puț de aer (Luftbrunnen). Această soluție este practicabilă mai ales dacă există spațiu disponibil în grădină pentru lucrări de excavare. De altfel, tehnica este cunoscută încă din Antichitate, fiind folosită de romani pentru climatizarea locuințelor.

Cum funcționează un "puț de aer"?

Un "puț de aer" este o instalație care preîncălzește aerul înainte ca acesta să fie folosit de pompa de căldură. După cum am menționat, pompa de căldură UltraSource B comfort utilizează aerul exterior ca sursă de căldură. În sezoanele reci, aceasta trebuie să facă față unor diferențe mari de temperatură, ceea ce reduce eficiența.

Puțul de aer conduce aerul ambiental printr-un sistem de conducte subterane, unde acesta este încălzit de sol înainte de a ajunge la pompa de căldură. Deoarece pământul rămâne relativ cald chiar și iarna, aerul absorbit se preîncălzește pe parcurs, ceea ce reduce diferența de temperatură pe care trebuie să o compenseze pompa de căldură. Astfel, sistemul funcționează mai eficient, COP-ul crește, iar consumul de energie electrică scade semnificativ.

Dimensionarea unui "puț de aer"

Dimensiunea puțului de aer depinde de necesarul de aer al pompei de căldură. În general, se estimează o lungime a conductelor subterane de 3-5 metri pentru fiecare 100 m³ de aer pe oră.

• Pompele de căldură aer-apă pot avea un necesar de 3.000 m³ de aer pe oră.
• Pompele de căldură aer-aer necesită adesea doar 200 m³ pe oră.

Conductele puțului de aer sunt instalate la o adâncime de 250-300 cm, folosind țevi de drenaj pentru a asigura un flux de aer curat prin sol până la pompa de căldură. Acestea pot fi aranjate radial sau în curbe, ceea ce minimizează spațiul necesar.

Beneficii suplimentare ale unui "puț de aer"

Pe lângă eficiența crescută iarna, puțul de aer oferă avantaje și vara. Când temperaturile exterioare sunt ridicate, iar solul rămâne mai rece, sistemul poate funcționa în sens invers:

• Dacă pompa de căldură este utilizată pentru răcirea locuinței, aceasta va aspira aer pre-răcit din sol.
• Temperatura de intrare a aerului este mai scăzută, ceea ce înseamnă că pompa de căldură consumă mai puțină energie pentru a menține răcirea eficientă.

Astfel, utilizarea unui puț de aer poate îmbunătăți semnificativ eficiența energetică a unei pompe de căldură aer-apă, atât iarna, cât și vara.

Sistemul vă va răsplăti cu o funcționare fiabilă și un randament ridicat. Astfel, contribuiți la creșterea eficienței pompei de căldură.

Pompa de căldură aer-apă UltraSource B comfort C are un schimbător de căldură în unitatea exterioară, unde se realizează transferul termic cu aerul ambiental. Pentru un schimb de căldură eficient, acest dispozitiv trebuie să fie curat și fără obstrucții.

Unul dintre cei mai frecvenți factori care reduc eficiența sistemului este acumularea de frunze și murdărie în zonele de admisie a aerului sau pe lamelele de răcire. Acest lucru poate reduce eficiența generatorului de căldură. O verificare și curățare periodică previne aceste probleme.

Lucrările de întreținere care necesită intervenția unui specialist

Alte operațiuni de întreținere necesită cunoștințe tehnice specializate și trebuie efectuate exclusiv de personal instruit. Acestea includ, de exemplu, verificarea circuitului agentului frigorific. Se analizează dacă presiunea din sistem este conformă cu valorile recomandate. Dacă nivelul agentului frigorific este prea scăzut, sistemul trebuie să funcționeze mai intens, ceea ce reduce eficiența și crește consumul de energie electrică.

Un alt aspect important este verificarea componentelor electronice și a sistemului de control. O pompă de căldură modernă este un sistem complex, în care setările regulatorului trebuie să fie corect ajustate pentru un randament optim. Eventualele erori sau abateri sunt înregistrate în memoria de diagnostic a sistemului. Un specialist poate citi aceste date și corecta eventualele probleme pentru a asigura o funcționare eficientă.

Aceste verificări trebuie efectuate cel puțin o dată pe an. De asemenea, este recomandat să apelați la un tehnician dacă observați că sistemul nu mai funcționează la parametrii obișnuiți. Printr-o întreținere profesională, se asigură că pompa de căldură rămâne într-o stare optimă, funcționând eficient și cu un consum redus de energie.

Verificările incluse în întreținerea regulată a unei pompe de căldură:

• Curățarea filtrelor
• Îndepărtarea prafului și a altor impurități din unitatea exterioară
• Verificarea componentelor mecanice
• Controlul circuitului agentului frigorific
• Verificarea supapelor de siguranță și a pompelor de circulație
• Testarea regulatorului și a sistemului de control electronic
• Curățarea vaporizatorului și a sistemului de evacuare a condensului
• Verificarea funcționării vasului de expansiune
• Curățarea filtrului din circuitul de încălzire

Cel mai important aspect este consultanța prealabilă, pentru care este recomandat să apelați la un expert. Cu ajutorul unui proiectant sau instalator competent, puterea pompei de căldură trebuie dimensionată cât mai exact la necesarul de încălzire. De asemenea, se poate lua în considerare utilizarea unui vas de acumulare. În acest proces, nu trebuie neglijate verificările anuale și întreținerea periodică.

Cu peste 40 de ani de experiență în domeniul pompelor de căldură, Hoval oferă un program complet de soluții pentru toate tipurile de clădiri – de la case unifamiliale până la proiecte de mari dimensiuni. Aveți în vedere o renovare sau o construcție nouă? Apelați la un specialist pentru a alege sursa de energie potrivită pentru soluția dumneavoastră de încălzire și climatizare. Acesta este cel mai sigur mod de a obține o soluție economică, eficientă din punct de vedere al costurilor și ecologică.