Dacă ești interesat de sisteme electrice de încălzire a locuinței, primul lucru pe care trebuie să îl știi este cât de eficiente sunt pompele de căldură.
Cum funcționează o pompă de căldură
Principiul din spatele pompelor de căldură este simplu: alimentate cu energie electrică, ele transportă căldura (energie termică) pentru a răci sau a încălzi locuințele, se arată într-un articol explicativ publicat în MIT Technology Review.
Cu alte cuvinte, o pompă de căldură colectează energia termică dintr-un anumit loc și o mută în alt loc (de exemplu, din aerul de afară în aerul din locuință sau din subteran în apa folosită la duș). Pompele de căldură pot fi folosite și pentru răcire, deoarece ele pot colecta căldură din interior și o pot trimite afară, similar cu un aparat de aer condiționat. Multe pompe de căldură pot funcționa atât în sistem de încălzire, cât și de răcire, în funcție de nevoi.
Elementul cheie al unei pompe de căldură este agentul frigorific. Acesta este un fluid care se mișcă într-un circuit, absorbind și eliberând căldură pe măsură ce circulă. Alimentat de electricitate, sistemul împinge agentul frigorific în acest ciclu, mai notează sursa citată. Pe măsură ce agentul frigorific se deplasează prin circuit, el se comprimă și se dilată și trece prin mai multe stări de agregare (lichidă, respectiv gazoasă), ceea ce îi permite să colecteze și să elibereze căldură în diferite puncte ale ciclului.
Cât de eficiente sunt pompele de căldură – tipuri de pompe
În funcție de mediul din care extrag energia termică, pompele de căldură se împart în pompe aerotermale (cele aer-aer și aer-apă, care preiau căldura din aerul exterior), geotermale (pompele de căldură sol-apă, care iau energia termică din sol) și hidrotermale (preiau căldura din apă – pânza freatică, lacuri sau râuri).
Ce este COP la pompele de căldură
Revenind la cât de eficiente sunt pompele de căldură, trebuie menționat că eficiența unei pompe de căldură este exprimată sub forma unui coeficient de performanță (COP), potrivit Wikipedia.org. Cu cât cifra este mai mare, cu atât o pompă de căldură este mai eficientă. Consumând 1 kWh de electricitate, pompele de căldură pot transfera între 1 și 5 kWh de energie termică într-o clădire. Acest lucru înseamnă că ele au, de regulă, un COP cuprins între 1 și 5.
De pildă, o pompă de căldură ce furnizează 4,5 kWh de energie termică, și consumă 1 kWh de energie electrică pentru a funcționa în intervalul respectiv, are un COP egal cu 4,5.
Mai exact, COP este un raport dintre încălzirea utilă furnizată și lucrul mecanic realizat (energia consumată). De regulă, COP este mai mare de 1 la pompele de căldură deoarece, în loc să transforme doar lucrul mecanic în căldură (în acest caz, la o eficiență de 100%, COP ar fi de 1), aceste dispozitive pompează căldură suplimentară de la o sursă de căldură, mai notează sursa citată. În general, un coeficient de performanță bun este cuprins între 3 și 5.
Cât de eficiente sunt pompele de căldură la temperaturi scăzute
Eficiența pompelor de căldură variază în funcție de tipul de pompe. Astfel, pompele de căldură sol-apă și apă-apă (deci cele care colectează căldura din sol sau din apă) sunt, de obicei, mai eficiente decât pompele aer-aer sau aer-apă (ce extrag energia termică din aer).
Explicația este una următoarea: cu cât temperatura aerului din exteriorul locuinței scade, cu atât pompele aeroterme extrag mai greu căldura din acest mediu, iar eficiența lor scade. În schimb, în subteran (fie că vorbim despre sol sau despre pânza freatică), temperatura este relativ constantă, neajungând niciodată la valorile negative din zilele geroase de iarnă.
Pompele de căldură aeroterme pot extrage căldură din aer foarte rece, cu temperaturi de până la -20 de grade. Însă, potrivit producătorului Ariston, cele mai multe modele de pe piață funcționează optim la temperaturi exterioare de cel puțin 5-7 grade Celsius.
Când temperatura de afară scade sub 0 grade Celsius, performanța pompei de căldură scade considerabil, mai notează sursa citată. De pildă, în cazul unei pompe de căldură cu un COP de 5 la o temperatură de +7 grade Celsius, coeficientul de performanță ar putea ajunge la 3 la o temperatură exterioară de -7 grade Celsius, ceea ce înseamnă o reducere a eficienței cu circa 40%.
La o temperatură și mai scăzută, de sub – 15 grade Celsius, coeficientul de performanță poate ajunge și la valori de 1,5.
Cât de eficiente sunt pompele de căldură – tipuri de pompe
Producătorul Ariston mai arată că o pompă de căldură nu este potrivită pentru zonele cu ierni foarte aspre, unde temperaturile scad frecvent sub 0 grade și rămân la valori negative pentru perioade lungi de timp.
În ceea ce privește pompele de căldură sol-apă, acestea beneficiază de avantajul căldurii constante din subteran. Cu cât forajul va fi mai adânc, cu atât pompa de căldură va avea acces la un mediu mai cald și va fi mai eficientă. Pe de altă parte, cu cât forajul este mai adânc, cu atât investiția va fi mai costisitoare.
La adâncimi de circa 100 de metri, temperatura din pământ este de aproximativ 10 grade Celsius. După cum arătam mai sus, marele avantaj este că temperatura este foarte constantă. Chiar dacă stratul superior al solului este înghețat, pompele de căldură ce extrag căldura din subteran pot funcționa eficient, deoarece diferența dintre sursa de căldură și temperatura de circulație rămâne relativ mică, se arată pe site-ul producătorului Viessmann.
În ceea ce privește apa din pânza freatică, și aceasta are o temperatură aproape constantă, de circa de 7-12 grade Celsius pe toată durata anului. Așadar, și pompele de căldură apă-apă oferă o eficiență sporită.
Foto: geralt / InkPunker / pixabay.com
Dacă acest articol despre cât de eficiente sunt pompele de căldură vi s-a părut util, v-ar putea interesa și:
Tipuri de pompe de căldură: aer-aer, aer-apă, sol-apă și apă-apă
Pompe de căldură păreri. Aer-apă, sol-apă, apă-apă. Ghid clar
La ce ajută pompele de căldură. Scapi de gaz și ajuți mediul
Fonduri pentru pompe de căldură. Poți primi până la 8.000 de lei
Cum îți pui și cât costă pompa de căldură sol apă. Ghid în 8 pași
