Tipuri de pompe de căldură. Ce tip de pompă de căldură să alegi pentru casă?

Achiziționarea unui anumit tip de pompă de căldură datorită funcționalității sale specifice nu poate fi comparată cu achiziționarea oricărei alte surse de căldură, cum ar fi un cazan pe gaz sau un cazan pe peleți. Înainte de a te decide să folosești o pompă de căldură (prescurtat PC), ar trebui să ai cel puțin cunoștințe de bază despre funcționarea și posibilitățile acesteia. Atunci nu vei cădea victimă unui vânzător insistent, care nu are întotdeauna chef să ți-o explice în mod obiectiv.

Îți vom explica într-un mod simplu subiectul tipurilor diverse de pompe de căldură și, în același timp, vom ușura alegerea tipului potrivit. Vom explica principiul de funcționare și sursele de energie din care poți extrage energia necesară pentru încălzire.

Dacă iei în considerare achiziționarea unei pompe de căldură, folosește informațiile noastre clare, care acoperă toate tipurile de pompe de căldură disponibile pe piață, inclusiv versiunile aer/apă, aer/aer, sol/apă și apă/apă în diferite variante de execuție.

✅ De asemenea, vom sugera la ce să fii atent atunci când alegi o anumită firmă sau echipă de instalare (la sfârșitul articolului).

Ce tip de pompă de căldură pentru o casă individuală?

Pompa de căldură reprezintă astăzi o alternativă bună la dispozitivele clasice de încălzire, cum ar fi cazanele de încălzire și șemineele. De obicei - pentru că există și situații în care nu este neapărat cea mai bună soluție, sau cel puțin beneficiile utilizării PC pot fi limitate (citește despre specificul instalării pompelor de căldură într-o clădire veche cu un sistem vechi de încălzire). Presupunem totuși, în scopul articolului, că ești hotărât să achiziționezi o pompă de căldură și știi preliminar că aceasta este ceea ce vrei. Pompa de căldură este, prin principiul său de funcționare, un tip complet diferit de dispozitiv, care îți oferă o alegere destul de mare la achiziție, iar acest lucru necesită cunoștințe.

✅ Alegerea tipului de pompă de căldură depinde în primul rând de locul de unde PC va extrage energia necesară, pe care în final o vei transforma în căldură și o vei folosi pentru încălzire. Există în principiu 3 surse externe, cărora le corespund din punct de vedere tehnic 3 tipuri de pompe de căldură.

Cele 3 tipuri de bază de pompe de căldură reprezintă un subiect vast - dar este o cunoaștere de bază, dacă vorbim despre o abordare serioasă a problemei.

Principiul de bază al funcționării pompelor de căldură

Introducem această problemă doar pentru a putea explica pe baza ei diferențele de bază dintre tipurile de pompe de căldură și o vom explica cât mai concis, înainte de a trece la problema tipurilor individuale de pompe de căldură. În esență, PC este un dispozitiv care este capabil să extragă energie din exterior și, prin procese tehnice specifice, să o transforme în căldură transmisă în casă.

Principiul de funcționare al pompelor de căldură este o tehnologie care poate fi comparată cu funcționarea unui frigider obișnuit, doar într-o formă mai avansată. Căldura este extrasă pe de o parte, iar pe de altă parte este apoi eliberată - la fel cum frigiderul răcește interiorul său - iar căldura este evacuată în exterior (în spatele frigiderului), pompele de căldură extrag căldura din exteriorul clădirii, răcind un anumit mediu - și apoi introduc această energie termică în clădire, încălzind fie apa, fie aerul. Totul poate fi rezumat în mod inteligibil în patru pași:

1. ✔️ Evaporarea agentului frigorific – în această etapă agentul frigorific (un tip special de mediu, numit în mod obișnuit freon, nu întotdeauna strict) din pompa de căldură extrage căldura din exterior (de exemplu, din aer sau din apă). Agentul frigorific, când este rece, are o stare lichidă, dar atunci când se încălzește, se transformă destul de repede în gaz, adică își schimbă starea în gazoasă. Acesta este procesul de evaporare a agentului - deși suntem mai interesați de faptul că absoarbe temperatura din exterior). Acum dorim să transferăm această căldură în casă.
2. ✔️ Comprimarea agentului / Compresia – Agentul frigorific încălzit trece în compresor. Acolo, aceste gaze sunt comprimate de compresor, ceea ce, la presiune ridicată, provoacă o creștere și mai mare a temperaturii acestora. Datorită comprimării, agentul atinge acum temperaturi ridicate, chiar până la 65-85 °C. Desigur, acest lucru depinde de cât de eficientă este pompa de căldură, ce agent frigorific este utilizat (pentru că, desigur, acestea diferă în ceea ce privește prețul și performanța). De aceea, merită să știi despre ce este vorba pentru a alege o pompă de căldură eficientă și economică.
3. ✔️ Condensarea sau lichefierea agentului – Agentul frigorific fierbinte ajunge la un dispozitiv special - așa-numitul schimbător de căldură (în acest caz, este numit și condensator). Prin schimbătorul de căldură circulă apă rece (uneori aer), care se întâlnește în el cu agentul frigorific fierbinte. Totuși, nu se amestecă cu acesta - schimbătorul de căldură are 2 canale. Ce se întâmplă - agentul cedează căldura apei. Însuși pierzând căldură - se condensează pe pereții schimbătorului (de aceea se mai numește și condensator). Intrând în condensator - agentul este fierbinte și are o formă gazoasă, iar la ieșire - este răcit și are din nou o formă lichidă.
   Pentru noi, este important faptul că în schimbător s-a încălzit apa. Acum trebuie să o transportăm în casă, de preferință să o direcționăm către CO sau ACM.
4. ✔️ Expansiunea – Agentul frigorific se destinde, dar apoi revine și el, unde are loc re-comprimarea și re-încălzirea acestuia.

✅ Procesul este ciclic, se repetă până când clădirea este încălzită și pompa de căldură se oprește. Se va reporni din nou atunci când senzorii detectează că este necesar.

Schema de funcționare a pompei de căldură:

1. Evaporarea agentului - are loc în evaporator, agentul extrage căldura din sursa de căldură (aer, apă, sol)

2. Comprimarea, adică comprimarea agentului - pentru a atinge o temperatură și mai mare, are loc în compresor

3. Lichefierea agentului - adică condensarea, agentul cedează căldura către mediul receptor (cel mai des apă, în schimbătorul de căldură gaz-apă - numit condensator). Agentul însuși trece în stare lichidă (adică se condensează).

4. Expansiunea, destinderea și ciclul începe din nou.

Coeficientul de performanță termică (COP)

În legătură cu procesul de mai sus, atunci când alegeți tipul de pompă de căldură, puteți întâlni noțiunea de coeficient de performanță termică (COP), care prezintă în mod corespunzător eficiența acestui dispozitiv. Acesta este raportul dintre căldura produsă și energia consumată în interiorul proprietății dumneavoastră. Cu cât valoarea este mai mare, cu atât mai bine.

✅Într-un mod simplu - cu cât coeficientul de performanță termică (COP) - este mai mare, cu atât mai puțină energie electrică va fi necesară pentru a produce mai multă căldură.

Surse posibile de energie termică pentru pompele de căldură

Știi deja că căldura este extrasă din mediul înconjurător. Și în acest sens diferă în mod fundamental tipurile de bază de pompe de căldură - de unde anume extrag energia termică. Trebuie să fii conștient de acest lucru și, pe baza diferiților factori externi, să te gândești de unde vei extrage căldura necesară.

Există 3 tipuri de bază de pompe de căldură, deoarece există 3 zone din care, în principiu, poți extrage energie:

• ✔️ PC care extrag energie din aer (cele mai populare și probabil cele mai ieftine)
• ✔️ PC care extrag energie din apă (puțin mai rare, puțin mai scumpe decât pompele de căldură aer)
• ✔️ PC care extrag energie din interiorul pământului (poate cele mai economice în utilizare, dar și cele mai scumpe de instalat).

Din punct de vedere al costurilor de achiziție, cea mai ieftină opțiune vor fi pompele de căldură care utilizează aerul pentru a produce energie. O opțiune mai scumpă va fi solul și apa. Totuși, fiecare tip de pompă de căldură are avantajele și dezavantajele sale, problema nu este doar banii pe care doriți să îi investiți. Acestea diferă în ceea ce privește spațiul necesar (nu peste tot poți instala o pompă de căldură sol), nivelul de zgomot (aici cea mai slabă performanță o are pompa de căldură aer), nu pe fiecare parcelă ai apă. De asemenea, acestea diferă în ceea ce privește nivelul de defecțiuni sau frecvența inspecțiilor. Și, în special, deja le diferențiază coeficientul de performanță termică, adică COP.

Pompa de căldură aer

Pompa de căldură aer este din punct de vedere al investiției inițiale probabil cea mai ieftină, de aceea este cea mai populară. Datorită faptului că acest tip de pompă de căldură nu necesită nicio intervenție în sol sau în jurul proprietății - poate fi utilizată aproape peste tot - este posibil ca, în ciuda deficiențelor sale și a economiei nu prea bune, să te decizi totuși pentru ea.

• Despre pompa de căldură aer am scris deja pe blog un articol mai amplu.

Din punctul de vedere al căldurii rezultate, un astfel de dispozitiv poate avea 2 variante:

• Pompa de căldură aer-apă - adică una care încălzește apa în conductele noastre CO (sau ACM)
• Pompa de căldură aer-aer - adică una care încălzește aerul prin suflante speciale sau încălzitoare

Aer-apă - tipul clasic de pompă de căldură

Aer-apă este într-adevăr cel mai popular tip de pompă de căldură, lider în vânzări. Popularitatea este determinată totuși de preț și simplitatea instalării etc. Tipul de pompă de căldură în care energia este extrasă din aer, apoi transferată către apă caldă. Aceasta - ajunge la caloriferele noastre și la pardoseala încălzită.

✅ Din punctul de vedere al funcționalității dispozitivului, se pot distinge două tipuri de pompe de căldură aer/apă:

• ✔️ Tip Monobloc – Circuitul frigorific în unitatea externă (adică acea parte care este în afara clădirii), care este conectată la partea internă a pompei prin conducte.
• ✔️ Tip Split – Versiunea în care agentul frigorific este situat în interiorul clădirii (ceea ce are o serie de consecințe, de exemplu, pompa split nu este expusă înghețului).

Dezavantajele pompelor de căldură tip aer-apă

Pompa de căldură aer/apă are, desigur, și dezavantajele sale, cu care trebuie să ții cont.

• Consumul de energie electrică este totuși considerabil mai mare decât la pompele care extrag căldura din apă sau sol - costurile de exploatare pot fi cu 20-25% mai mari (vorbim despre costurile de utilizare)
• Eficiența redusă a producerii căldurii la temperaturi scăzute ale aerului, unele PC de acest tip încetează să funcționeze la temperaturi între -12°C, -15°C și mai mici (atunci trece pe sistemul de rezistențe electrice, dar imaginează-ți consumul de energie al rezistențelor electrice cu o putere de, de exemplu, 8 kW pentru a încălzi o casă la o temperatură de minus 20°C).
• Unitățile externe ale pompelor de căldură aer-apă generează zgomot. Crește numărul de procese între vecini rezultate din zgomotul excesiv generat de acest tip de pompă de căldură (despre care puțini știu).
• În unele modele, rata de defecțiuni a compresorului
• În cazul pompelor tip monobloc - în unele zone (unde există potențial risc de întreruperi în alimentarea cu energie electrică) apare riscul potențial de îngheț al pompei de căldură.
  Din fericire, există modalități de a preveni acest lucru prin utilizarea glicolului și schimbătoarelor de căldură pentru separarea pompelor de căldură de sistemul cu apă.

Disponibil

Kit de montaj pentru schimbător de căldură cu plăci DN25 - 1"

RO-kit-de-montaj-WSP1"

124,99 €

Adauga in cos

Disponibil

Schimbător de căldură cu 90 plăci NORDIC TEC Ba-32-90 1" 500kW

Schimbator-de-caldura-90-placi-Ba-32-90

429,99 €

Adauga in cos

Disponibil

Set de valve cu bilă cu termometru - 1" DN25 (2 buc.)

RO-Valve-term-1"

39,99 €

Adauga in cos

Pompa de căldură aer-aer - alternativă sau supliment la încălzire

Aici încălzești clădirea cu aer, nu cu apă caldă. Aceasta înseamnă că acest tip de pompă de căldură nu poate fi conectat la un CO clasic, nici nu vei încălzi ACM. Aerul încălzit este distribuit prin suflante speciale, încălzitoare - asemănătoare cu aparatele de aer condiționat.

Un avantaj este cu siguranță posibilitatea de a răci aerul vara - pentru că poate funcționa și ca aer condiționat. Apropo, principiul de funcționare al pompei de căldură și al aerului condiționat este atât de asemănător, încât în multe țări, inclusiv la noi, apar persoane care transformă aparatele de aer condiționat în pompe de căldură, cu succes.

Din partea noastră - recomandăm să te decizi pentru o pompă aer-aer - mai degrabă ca un supliment la încălzire, sau poate funcționa în clădiri mai mici.

Dezavantajele pompei de căldură aer-aer

Din păcate, pompa de căldură aer-aer are dezavantaje destul de solide în aplicarea ei în sine":

• spectru îngust de aplicații
• încălzește doar aerul
• necesită în fiecare cameră o suflantă (nu întotdeauna este loc pentru asta, nu întotdeauna este estetic etc.).
• încălzirea aerului îl poate usca

Pompa de căldură sol

Pompa de căldură sol care extrage energie din sol, din pământ - reprezintă un alt mod eficient de încălzire a unei case individuale - dar și a clădirilor mari, inclusiv comerciale. Are o serie de avantaje, eficiența și costurile de exploatare sunt cu siguranță pe plus. Cu toate acestea, trebuie să te pregătești pentru lucrări mai solicitante la sol și, în același timp, să aloci pentru acest tip de pompă de căldură spațiul corespunzător. Dacă ai toate acestea, obții o sursă de energie foarte economică. Dar .. trebuie să-ți permiți și asta.

Pompele de căldură sol extrag căldura din pământ, acest lucru este evident, dar cum ajungi la ea? În general, există două opțiuni - fie construim un așa-numit schimbător de căldură sol superficial, situat la o anumită adâncime sub suprafața pământului (acesta este primul tip de pompă de căldură sol) - fie săpăm o foraj geotermal.

Pompa de căldură sol care extrage căldura de la suprafața pământului

Prin termenul de pompă de căldură sol care extrage căldura de la suprafața pământului trebuie înțeles o rețea largă de țevi din plastic așezate în pământ - numită schimbător de căldură sol. În ele circulă un amestec special de medii care nu îngheață pe bază de glicol. Sistemul profită de faptul că sub suprafața pământului temperatura este de obicei stabilă. Această energie este alimentată în continuare de soare și nu se va epuiza niciodată.

În favoarea acestui tip de pompă de căldură vorbește nivelul zero de zgomot și consumul mai mic de energie electrică. ✅ Consumul de energie este cu 20-30% mai mic decât în cazul pompelor de căldură aer-apă.

Dezavantajele pompelor de căldură care extrag căldura de la suprafața pământului

• Din păcate, pentru a asigura energie termică pentru o casă mare - trebuie să aloci o parte mare a terenului pentru țevile schimbătorului de căldură sol. Pe acest teren nu poți efectua ulterior nicio lucrare, nu poți construi nimic sau chiar planta un copac. Se estimează că pentru a încălzi o clădire de 150m² - trebuie să aloci chiar până la 400-450m² de teren. Se întâlnește și estimarea că o pompă cu o putere de 10kW necesită aproximativ 300m². Din acest motiv, mulți oameni care locuiesc în oraș trebuie pur și simplu să renunțe la această variantă
• Datorită celor de mai sus, acest sistem este greu de adaptat la clădirile deja existente și la terenurile deja amenajate.

Foraj geotermal pentru pompa de căldură sol

Versiunea mai scumpă a pompei de căldură sol este opțiunea cu foraj geotermal. Pe lângă lucrările de construcție mai ample, te așteaptă și problema birocrației sub forma obținerii unei autorizații pentru foraje la adâncimi mai mari. Din fericire, în ceea ce privește spațiul, situația nu este rea, iar forajele nu necesită mult spațiu, pot fi chiar sub clădirea planificată sau în imediata ei apropiere.

Pompa de căldură sol bazată pe foraj are un coeficient de eficiență termică foarte ridicat, care este stabil pe termen lung - deoarece adânc sub pământ sursa de căldură este independentă de vreme. Sistemul este invizibil, fără zgomot și nu necesită practic întreținere. Poate cel mai tentant este nivelul foarte scăzut al consumului de energie electrică. Probabil că acest lucru poate fi considerat Ferrari-ul tipurilor de pompe de căldură și sistemelor care le însoțesc.

Pompa de căldură apă

Pompa de căldură apă este al treilea tip - apa este ultima sursă de căldură care poate fi utilizată - dacă avem acces la ea pe teren. Baza funcționării acestui sistem trebuie să fie o cantitate suficientă de apă pe teren. Tipurile de pompe de căldură pe apă sunt în principiu 2 - deoarece pompa de căldură pe apă - poate extrage căldura din 2 surse - din fântâni, sau din rezervoare de suprafață (de ex. iazuri)

Fântâna ca sursă de căldură

Pompa de căldură pe apă care utilizează energia dintr-un foraj subteran obișnuit (la urma urmei, ce este o fântână?). Totuși, costul investiției este incomparabil mai mic decât un foraj geotermal pentru o pompă de căldură sol. Pompa bazată pe apă din fântână este și foarte economică în funcționare. Principiul de funcționare este foarte simplu - apa este pompată și trecută printr-un schimbător de căldură. Apoi, răcită, se întoarce înapoi. Trebuie totuși subliniat că nu poate fi aceeași fântână. Prin urmare, este necesară construirea atât a unei fântâni de captare, cât și a uneia de absorbție, care trebuie să fie la o distanță corespunzătoare una de cealaltă - altfel sursa de căldură, adică apa din fântână, poate pierde stabilitatea cel puțin periodic.

Acest sistem poate avea un coeficient de performanță termică (COP) foarte favorabil. Dar aici adesea limitarea este lipsa unei surse suficiente de apă. Prezența apei pe teren nu este suficientă. Fântâna ar trebui să aibă un debit minim de 2-2,5 l/min la 1 kW de sistem.

Dezavantajele pompelor de căldură pe apă bazate pe fântâni

Pompa de căldură apă-apă în versiunea cu fântână are, desigur, și dezavantajele sale - pe scurt:

• Sunt necesare relativ multe inspecții -
• Necesitatea monitorizării calității și parametrilor apei din fântână (din păcate, calitatea apei din fântână, neprelucrată anterior, poate lăsa de dorit).
• Stabilitatea unor fântâni poate fi limitată, ceea ce poate duce la pierderi și se poate modifica de-a lungul anilor, mai ales în perioadele de secetă

Problema retragerii apelor subterane a afectat semnificativ piața pompelor de căldură pe apă din Germania de sud, unde mii de oameni au rămas după câțiva ani de la investiție cu pompe de căldură nefuncționale. Acest lucru arată că nu există tehnologii perfecte.

Pompa de căldură pe apă cu rezervor de suprafață

Pompa de căldură pe apă - va fi probabil cea mai ieftină dacă ai pe teren un iaz sau un astfel de rezervor. Sistemul este economic, relativ ieftin, nu necesită multă întreținere, ieftin. Totuși, reține că pentru acest sistem cel mai adesea nu este suficient doar un mic iaz decorativ.

Dezavantajele sistemului cu rezervor de suprafață

• este necesar un rezervor de apă relativ mare, de preferință alimentat de un râu sau un iaz-lac mai mare (iazurile decorative nu vor funcționa)
• uneori apare o problemă administrativă cu administratorul apelor

Instalarea pompei de căldură

Instalarea unei pompe de căldură nu este ușoară și nu poate fi făcută singur. Chiar dacă ai posibilitatea de a cumpăra dispozitivul fără instalare - cel mai probabil vei pierde garanția în acest fel.
Recomandăm soluția care constă în alegerea unei firme care realizează instalarea pompei de căldură complet de la A la Z. O singură firmă ar trebui să se ocupe de toate etapele, de la vizita la domiciliu, la proiect, ajutor în alegerea tipului specific de pompă de căldură (ținând cont de specificul descris mai sus), mărcii pompei de căldură, livrarea și instalarea pompei de căldură. Atunci ai siguranța că eventualele tale acțiuni de garanție vor fi efectuate corespunzător, fără responsabilități respinse (instalatorul consideră că distribuitorul este de vină, distribuitorul că echipa de instalare etc.). Nu întotdeauna o astfel de soluție este posibilă, dar să căutăm.

O firmă bună de instalare ar trebui să furnizeze înainte de instalare toate informațiile despre ce trebuie să rezolvăm - în ceea ce privește racordurile de apă, electricitate, eventuale suplimente (uneori, de exemplu, se recomandă montarea separatoarelor de impurități în instalație etc.)

✅ Sfaturi privind alegerea echipei de instalare a pompei de căldură