Pompele de caldura sunt recunoscute ca facand parte din categoria surselor de energie regenerabila, aspect important luand in considerare protocolul de la Kyoto care are ca tinta reducerea cu 20% a emisiilor de CO2 pana in 2020.

Prin Directiva Europeana 2009/28, Parlamentul European a adoptat o noua politica in ceea ce priveste energia regenerabila, fixand ca tinta obtinerea a minim 20% din necesarul energetic al UE din surse regenerabile pana in anul 2020. In Uniunea Europeana, ponderea semnificativa in consumul energetic o au incalzirea si racirea, cu 40% din totalul energetic.

Considerand toate aceste aspecte la un loc, avantajele pompelor de caldura pot fi sintetizate astfel: - lucreaza cu zero emisii, producand energie curata - reprezinta cel mai modern sistem de incalzire/racire, fiind o sursa regenerabila - absorb din natura energie gratuita: din aer, apa sau sol - sistemele cu pompe de caldura pot asigura functii multiple: incalzire, racire, ventilare, dezumidificare - prin dimensionare corecta, reprezinta solutia de incalzire cu cele mai reduse costuri de operare.

Pompele de caldura, prin sisteme de incalzire/racire prin pardoseala sau pereti, asigura un confort ridicat, caldura radiata avand temperatura medie, nu produce antrenarea curentilor de aer sau al prafului.

Avantajul principal al pompelor de caldura il constituie faptul ca sunt capabile sa produca mai multa energie (termica) fata de cantitatea de energie (electrica) necesara functionarii lor. Eficienta lor este masurata prin COP, raportul dintre energia termica furnizata si energia electrica absorbita necesara functionarii. Coeficientul de performanta variaza in functie de tipul pompei si conditiile de lucru (vezi Grafic 1).                                                                

                                           ​​​​Grafic 1: COP in functie de tipul pompei si conditiile de lucru

Tehnologia EVI (Enhanced Vapour Injection)

Pompele de caldura care folosesc compresoare EVI au posibilitatea de a-si imbunatati capacitatea si eficienta sistemului. Tehnologia EVI presupune injectarea agentului frigorific aflat in stare de gaz, in mijlocul procesului de compresiune, un proces ce mareste considerabil capacitatea si eficienta. Fiecare compresor scroll utilizat in pompele de caldura lucreaza similar cu un compresor in doua trepte, racirea realizandu-se intre cele doua trepte. Procesul porneste in momentul in care o parte din lichidul din condensator este extras si destins prin valva de expansiune. Amestecul lichid / gaz aflat la o temperatura scazuta, astfel produs, este injectat in schimbatorul de caldura care are rol de preracire. Lichidul se evapora, vaporii rezultati fiind supraincalziti. Vaporii supraincalziti sunt injectati intr-o treapta intermediara de compresie. Vaporii reci reduc temperatura gazului comprimat, permitand compresorului sa atinga un nivel al presiunii mult mai ridicat comparativ cu un compresor tip scroll intr-o singura treapta. Racirea suplimentara a lichidului produce o crestere a capacitatii de evaporare. Aceasta tehnologie genereaza un raport mai mare de presiune intre presiunile de condensare si vaporizare, creand performante semnificativ crescute. Utilizand aceasta tehnologie, pompele de caldura Hidros reusesc sa produca apa calda menajera la 65 °C in conditii de temperatura exterioara de -20°C.

Diagramele acestui proces sunt prezentate in Diagrama 1 si Diagrama 2:

Pentru dimensionarea unei pompe de caldura, utilizand un soft specific, etapele de urmat sunt prezentate in tabelele de mai jos: Selectarea parametrilor caracteristici cladirii si zonei unde este amplasata (vezi Tabel 1):

Graficul 2 ilustreaza plierea performantelor pompei alese dupa necesarul de caldura a constructiei:

PIERDERE CALDURA CLADIRE/ ENERGIE INCALZIRE PRODUSA DE POMPA DE CALDURA

Graficul indica variatia pierderii energiei termice a cladirii (in kwh, incluzand energia necesara producerii apei calde - curba rosie), comparata cu energia termica generata de pompa de caldura (in kwh - curba albastra).

Graficul include pierderea de energie termica datorata ciclurilor de degivrare.

Grafic 2: Pierdere caldura cladire/energie incalzire produsa de pompa de caldura

Pentru a lua in calcul variatiile de temperatura pe parcursul unui an, este nevoie de temperaturile extreme si numarul de orelor in care acestea se aplica pentru zona studiata. Astfel, pentru zona considerata, temperaturile anuale sunt prezentate in tabelul de mai jos (vezi Tabel 2):

Pompa de caldura aleasa va avea urmatoarele caracteristici (vezi Tabel 3):

Tabel 3: Eficienta pompa caldura aer-apa

Graficele generate de soft:

VARIATIE TEMPERATURA EXTERIOARA

Grafic verde - variatia temperaturii exterioare (bulb uscat) pe timpul anului (nr. ore).

Grafic rosu - Numar ore corectat, Grafic albastru - Nr. ore functionare P.C.

PUNCT DE ECHILIBRU

Grafic pentru punctul de echilibru intre pierderea de caldura a cladirii+apa calda menajera si capacitatea de incalzire generata de P.C.

CURBA DE COMPENSARE

Grafic pentru variatia temperaturii apei calde menajere pentru beneficiarul direct in cazul compensarii prin activarea senzorului temp. exterioare

Corect dimensionate, pompele de caldura aduc economii considerabile fata de variantele standard de incalzire. De dimensionarea lor depinde eficienta energetica a intregului sistem de incalzire. Un sistem supradimensionat pe partea de incalzire va crea probleme legate de confort datorita variatiilor in limite largi ale temperaturii apei (cu efecte financiare considerabile), iar o pompa subdimensionata poate sa reduca eficienta sistemului datorita suplimentarii cu incalzitoare electrice sau boilere. De asemenea, o pompa eficienta combinata cu un sistem de incalzire ineficient va avea un rezultat necorespunzator, alegerea pompei trebuind facuta in corespondenta cu sistemul de incalzire dorit de beneficiar.

In general, putem considera ca pentru fiecare grad in minus cu care incalzim apa calda, obtinem o crestere de aproximativ 2-2,5% (sau mai mult pentru pompele apa-apa) a COP-ului pompei, cu consecinte importante in eficienta intregului sistem si a economiilor de energie. In general, sistemele cu pompe de caldura sunt proiectate cu o temperatura a apei la iesire de 55°C. In cazurile in care este necesara o temperatura mai mare, integrarea pompei de caldura sau a altor surse de energie trebuie considerata in special la temperaturi exterioare scazute. Cand temperatura apei este mai scazuta decat 55°C, pompele de caldura nu au nevoie in mod normal de cresterea capacitatii pe incalzire cu alte surse, alegerea lor se va face pe considerente financiare, in concordanta cu necesarul fiecarei cladiri.

Dr. Ing. Madalina Ciotlaus

Director Tehnic

SC SOLDEC SRL

info@soldec.ro

www.soldec.ro

0264-588.322 / 021-225.83.22 0740-775.696

Cluj Napoca: Str. Octavian Goga Nr. 29 Bucuresti: Str. Ghimpati Nr. 19A