Pompele de căldură au dominat piața sistemelor de încălzire în construcțiile rezidențiale și nu este greu de înțeles de ce. În prezent, aceasta este una dintre cele mai avansate tehnologii care permite încălzirea ecologică și economică a clădirilor rezidențiale. Întregul sistem este însă alcătuit din multe componente care trebuie să funcționeze împreună pentru ca dispozitivul să opereze la eficiență maximă. Unul dintre cele mai importante subansamble din acest ansamblu este schimbătorul de căldură. Deși adesea ascuns în interiorul carcasei dispozitivului sau în camera tehnică, el este responsabil pentru transferul eficient al energiei între diferitele fluide. Fără un schimbător de căldură care funcționează corect, procesul de încălzire a casei ar fi pur și simplu imposibil.
Principiul de funcționare al pompei de căldură se bazează pe un mecanism fizic simplu, deși tehnologia de fabricație a dispozitivelor este foarte avansată. Acest dispozitiv nu produce căldură prin arderea combustibilului, cum este cazul cazanelor pe gaz sau cărbune. În schimb, el extrage energie din mediu – din aer, sol sau apă. Această energie, chiar și la temperaturi exterioare scăzute, este suficientă pentru a provoca fierberea unui agent frigorific special care circulă în interiorul pompei.
Atunci când acest agent își schimbă starea de agregare în gaz, acesta este comprimat, ceea ce îi crește brusc temperatura. În etapa următoare, această căldură acumulată trebuie să fie cedată instalației de încălzire din casă, de exemplu apei din încălzirea în pardoseală sau radiatoarelor. Tocmai în acest moment, rolul cheie începe să fie jucat de schimbătorul de căldură, care permite acest transfer de energie fără contact direct.
Disponibil
Disponibil
În termeni simpli, schimbătorul de căldură este un dispozitiv a cărui sarcină este de a transfera energie termică de la un mediu la altul. Este important de reținut că fluidele sau gazele implicate în acest proces nu se amestecă între ele. Ele sunt separate prin pereți etanși, care se caracterizează printr-o conductivitate termică foarte bună. Datorită acestui fapt, căldura „trece” prin barieră de la fluidul cu temperatura mai ridicată la cel cu temperatura mai scăzută.
Instalațiile moderne utilizează diferite tipuri de astfel de dispozitive, adaptate la nevoile specifice de putere și presiune. În pompele de căldură întâlnim cel mai frecvent:
Performanța oferită de un anumit schimbător de căldură depinde în primul rând de materialul din care este fabricat și de suprafața de contact dintre medii. Cu cât componenta este mai bine dimensionată, cu atât pierderile de energie din întregul sistem sunt mai mici.
În funcție de sursa din care pompa extrage energia, configurația și sarcinile schimbătoarelor pot diferi ușor. În fiecare dintre aceste cazuri, însă, avem de-a face cu un proces în care schimbătorul de căldură este punctul de contact dintre sursa inferioară și circuitul intern al dispozitivului sau al dispozitivului cu instalația casnică.
În pompele de căldură aer-apă, unul dintre schimbătoare se află în unitatea exterioară. Acesta are formă lamelară (asemănătoare unui radiator auto), iar un ventilator forțează cantități uriașe de aer prin el, din care este recuperată energia. Cel de-al doilea schimbător de căldură (de obicei cu plăci) cedează această energie apei care circulă prin conductele din interiorul casei.
În cazul pompelor sol-apă, situația este diferită. Aici avem un schimbător în care glicolul care circulă în sol cedează căldură agentului frigorific din pompă. La rândul lor, în sistemele apă-apă, unde sursa este apa de puț, se utilizează schimbătoare speciale rezistente la coroziune și la depunerile de sedimente. O curiozitate în acest segment sunt soluțiile propuse de firma Viessmann, care în sistemele sale utilizează schimbătoare de căldură dedicate, cu o durabilitate foarte ridicată, optimizate pentru funcționarea în condiții meteorologice mai dificile, specifice zonei noastre climatice.
Atunci când alegem un sistem de încălzire, ne concentrăm adesea pe marca pompei în sine, uitând de subansamble. Între timp, eficiența cu care funcționează schimbătorul de căldură se traduce direct în coeficientul COP (eficiența dispozitivului). Dacă schimbătorul este prea mic sau fabricat din materiale cu conductivitate slabă, pompa trebuie să funcționeze mai mult și mai intens pentru a atinge temperatura setată în încăperi. Acest lucru înseamnă, la rândul său, facturi mai mari la electricitate.
Un schimbător de căldură bun permite funcționarea la o diferență mică de temperatură între sursă și receptor. În practica de instalare, se urmărește ca această diferență să fie cât mai mică. Cu cât extragem mai eficient căldura de la agentul frigorific, cu atât mai puțină energie consumă compresorul, ceea ce este cheia pentru o încălzire ieftină.
O soluție des întâlnită în casele modernizate este utilizarea schimbătorului de căldură ca element de separare a două circuite diferite. Acest lucru se întâmplă atunci când montăm o pompă de căldură într-o clădire unde instalația veche este de tip deschis (cu vas de expansiune în pod) sau când dorim să separăm circuitul de glicol de cel de apă.
Într-o astfel de configurație, schimbătorul de căldură îndeplinește funcția de barieră de protecție. Acesta permite conectarea în siguranță a pompei de căldură moderne, care funcționează într-un sistem închis sub presiune, cu instalația veche de radiatoare. Astfel, evităm riscul de aerisire a sistemului și protejăm componentele sensibile ale pompei împotriva impurităților care se pot găsi în țevile vechi de oțel sau în radiatoarele din fontă.
Pentru ca schimbătorul de căldură să funcționeze fără defecțiuni timp de ani de zile, calitatea apei din instalație este esențială. Depunerile de calcar și sedimentele de coroziune sunt cei mai mari inamici ai schimbătoarelor cu plăci. Chiar și un strat subțire de depuneri acționează ca un izolator, reducând drastic capacitatea de transfer al energiei. În cazuri extreme, poate duce la blocarea completă a canalelor înguste dintre plăci.
De aceea, instalatorii profesioniști recomandă întotdeauna montarea de filtre magnetice și pregătirea chimică a apei în circuit. Un schimbător de căldură curat este garanția că pompa va funcționa la fel de silențios și de eficient cum declară producătorul în fișa tehnică. Merită să ne amintim acest lucru deja în faza de montaj, deoarece costul protejării instalației este o fracțiune din prețul pe care trebuie să-l plătim pentru curățarea sau înlocuirea unui schimbător blocat.
Disponibil
Disponibil
Rolul acestui dispozitiv nu se termină cu încălzirea camerelor. Schimbătorul de căldură este, de asemenea, esențial pentru prepararea apei calde menajere (ACM). În rezervoarele moderne dedicate pompelor de căldură, se utilizează serpentine cu o suprafață foarte mare. Rezervoarele standard de la cazanele pe gaz nu sunt, de obicei, potrivite în acest rol, deoarece serpentinele lor sunt prea mici pentru a prelua eficient căldura la temperatura scăzută de alimentare generată de pompă.
Un schimbător de căldură dimensionat corespunzător ca suprafață în interiorul rezervorului face ca apa de la robinet să se încălzească rapid, iar pompa nu trebuie să treacă într-un mod de funcționare la temperatură înaltă, neeconomic. Aceasta este o altă dovadă că abordarea temeinică a selecției fiecărui element al instalației are un impact real asupra confortului zilnic al locuitorilor.
Atunci când decidem să investim într-o pompă de căldură, merită să privim sistemul în mod cuprinzător. Deși compresorul este adesea numit inima pompei, schimbătorul de căldură este organul care permite energiei să circule liber în organismul casei noastre. Calitatea, tipul și dimensionarea corectă a acestuia decid dacă sistemul va fi cu adevărat eficient energetic sau va deveni doar un dispozitiv costisitor de întreținut.
O instalație proiectată corespunzător, în care schimbătorul de căldură a fost ales cu o rezervă adecvată de putere și protejat împotriva impurităților, va răsplăti cu o funcționare fără defecțiuni timp de decenii. Prin urmare, merită ca la alegerea ofertei să fim atenți nu doar la parametrii pompei în sine, ci și la ce soluții auxiliare propune instalatorul. Cunoașterea rolului fiecărei componente permite un dialog informat cu expertul și alegerea soluției care se potrivește cel mai bine clădirii specifice. O tehnologie bine aleasă nu este doar o chestiune de ecologie, ci mai ales de economii reale în bugetul casei.
Disponibil
Disponibil
Subdimensionarea schimbătorului de căldură – ce înseamnă în practică?
Supra-dimensionarea schimbătorului de căldură – la ce folosește?
Izolația termică a schimbătorului de căldură cu plăci – este necesară? Schimbă cu adevărat ceva?
Ce schimbător de căldură pentru piscină?
Cum să alegi un schimbător de căldură pentru un cazan pe gaz?
Conectarea schimbătorului de căldură Nordic Tec. Se pot inversa direcțiile de curgere indicate pe plăcuța de identificare?
