Acp1 Pompe De Căldură [608913]

POMPE DE CĂLDURĂ

INTRODUCERE

În decursul ultimelor decenii ale mileniului doi și a primelor decenii ale mileniului trei
omenirea a făcut salturi uriașe in toate sectoarele de activitate, dat fiind faptul că tehnica și
tehnologia au avut o evoluție expone nțială, cu rezultate spectaculoase și benefice. Totodată in
această perioadă au apărut fenomene complexe precum cr eșterea explozivă a populației,
sporirea consumului ener getic și deteriorarea mediului î nconjurător. Urma re a acestor
fenomene, omenirea este confruntată cu o triadă de probleme: consumul de energie , protecția
mediului, creșterea economică.
Și în țara no astră consumul de energie este în creștere continuă, impunâ ndu-se luarea
unor măsuri dr astice de reducere a acestuia. Î n Carta Verde , “Pentru o Strategie Europeană
în Aprovizionarea cu Energie ”, Comisia Un iunii Europene a subliniat trei aspecte legate de
necesitatea promovării economisirii de energie:
– securitatea aprovizionării cu energie deoarece, dacă nu se iau măsuri, dependența de
import va atinge 70% in 2030;
– problemele de mediu sunt din ce î n ce mai accentuate, iar 94% din producția de emisii de
gaze are loc î n procesele de generare și utilizare a energiei;
– Uniunea Europeană (UE) are o influență limitată asupra condițiilor de aprovizio nare cu
energie.
Clăd irile sunt o parte importantă a culturii și a patr imoniului european și ele joacă un
rol de seamă î n politica energetică a UE, întrucat in sect orul construcțiilor consumul de
energie reprezintă 41% din consumul de energie pr imară .
Strategia economică a unei dezvoltări durabile impune î n mod cert promovarea
eficienței și uti lizarea rațională a energiei la nivelul clădirilor, consumator major de energie
atât în România cât și in țările membre ale UE. Astfel, î n România consumul de energie în
sectorul construcțiilor ocupă locul doi î n ierarhia diverselor ramuri de activitate umană, după
transporturi. Î n structura acestui consum ponderea cea ma i mare o au procesele termice:
încălzirea î ncăperilor, condiționarea aerului și pr epararea apei cal de de consum. În România
se preia în aceste procese cca. 82%, în Italia cca. 91%, iar î n S.U.A. cca. 76% din totalul
energiei consumate în clădiri. Studiile efectuate la nivelul țărilor membre ale UE, au indicat
că, până î n anul 2020, se poate economisi un procent de 26% din consumul de energie din
clădiri, reprezentând o reducere cu 11 % a consumului energetic total î n țările UE, precum și
un mod eficient de reducere a emis iilor de gaze cu efect de seră. Î n acest context, economia de
energie și reducerea em isiilor poluante reprezintă două caracteristici ce orientează eforturile
de cercetare și dezvoltare și în domeniul instalațiilor pentru construcții. Progresele
remarcabile realizate in privința reducerii consumului anual de căldură în construcțiile civile
precum și reducerea degajărilor de CO2 sunt l egate de protocolul de la Kyoto (1997). Din
acest motiv se impune promovarea eficienței energetice a clădirilor, utilizarea rațională
a energiei la nivelul clădirilor, dar și utili zarea energiilor regenerabile, în ideea de a economisi
combustibilii fosili și de a reduce nivelul emisiil or poluante. Studiile și cercetările trebuie
axate pe probleme prioritare privind o nouă orientare față de energetica clădirilor și anume:
– reducerea consumurilor de energie la clă dirile vechi, lu ându-se o serie de măsuri din
punct de vedere tehnic și economic;
– adoptarea de măsuri pentru construcțiile noi ce vizează economia de energie concomitent
cu creșterea gradului de confort.
Stabilirea ponderii consumului de energie î n clădi ri la 30% din consumul total național
ca și obligațiile țărilor membre ale UE de a mări la 12,5% ponderea resurselor regenerabile
din consumul comunitar de energie, argumentează cer cetarea î n domeniul utilizării resurselor

regenerabile de energie pentru ac operirea cerințelor igienice și de confort din clădirile civile și
industriale. Reducerea la minimum a consumului de energie conven țională presupune
integrarea clădirii în mediul î nconjurător, respectiv medierea î ntre climatul exterior și
condițiile necesa re în mod normal pentru confortul uman . Reducerea consumului de energie
necesară pentru asigurare a condițiilor de confort termic vizează atâ t micșorarea pierder ilor
prin anvelopa clădirilor câ t și o mai bună gospodărire a energiei prin opt imizarea gestionă rii
acesteia. Î n prima categorie de măsu ri se încadrează tehnologiile de reabilitare care conduc la
îmbunătățirea performanțelor de izolare te rmică a anvelopei clădirii. În cea de -a doua
categorie se numără div erse sisteme și echipamente de încălzire cu ra ndament ridicat ,
reabilitarea, modernizarea și optimizarea instalațiilor termice aferente clădirilor, utilizarea
resurselor de energ ii regenerabile , controlul riguros al calității aerului, toate avâ nd ca obiectiv
asigurarea standardelor de confort în vigoa re și î mbunătățirea lor continuă.
Potrivit Dire ctivei Europene 2009/28/EC promovarea surselor regenerabile de energie
ca o resursă energetică semnificativă și nepoluantă este unul din princip alele obiective ale
politicilor energetice mondiale. Din analiza ratelor de dezvoltare din ultim ele trei decenii se
constată că energia pr odusă din surse regenerabile a î nregistrat o creștere anuală de 2%. Este
evident că, p e termen mediu, sursele regenerabile de energie nu pot fi privite c a alternativă
totală la sursel e convenționale, dar este cert că, datorită avantajelor pe care le au, acestea
trebuie utilizate în complementaritate cu combustibilii fosili și energia nucleară.
Din categoria energiilor r egenerabile cea mai răspandită, inepuizabilă și mai accesibilă
este energia solară, disponibilă atat direct din radiațiile solare captabile cu panourile solare
termice, fotovoltaice, sau indirect, fii nd stocată in sol, apă sau aer. Echipamentul capabil să
folosească util căldura solară stocată in sol, apă sau aer este pompa de căldură . Chiar dacă
Româ nia are un potențial ridicat pentru energiile regener abile, acestea încă nu sunt exploatate
pe deplin. La data de 17 decembrie 2008, Parlamentul European a ad optat Directiva privind
sursele de energie regenerabilă . Pentru pri ma dată, această directi vă recunoaște energia
provenită din aer, cea geotermică (inclusiv cea din sol) și cea hidrotermică ca sursă de energie
regenerabilă. Această directivă deschide o oportunitate majoră pentru uti lizarea pompelor de
căldură la încălzire a și răcir ea clădirilor noi și existente.
Cantitatea de energie preluată de pompa de căl dură din mediul ambiant care urmează
să fie luată in considerare ca energie regenerabilă, Ereg , se calculează in conformitate cu
relația :
Ereg = E u (1 – 1/FPS ) unde
– Eu este energia termică utilă produsă de pompa de căldură;
– FPS= Eu/Esez este factorul de performanță sezonier mediu;
– Esez este consumul sezonier de energie al sistemului cu pompă de căldură.
Numai pompele de căldură, pentru care FPS>1,15/ η vor fi luate in considerare, unde η este
raportul dintre producția totală brută de energie electrică și con sumul de energie primară
pentru producerea energiei electrice. Pentru țările din UE se adoptă o valoare medie η=0,4.
Înseamnă că valoarea minimă a coeficientului de perfor manță sezonier ar trebui să fie
FPS=COP >2,875 unde
– COP este a șa-numitul coeficient de performan ță.

PRINCIPIU DE FUNC ȚIONARE

Pompa de căldură este un dispozitiv cu ajutorul căruia se poate transporta căldură de la
o loca ție ("surs ă") la o altă loca ție ("radiator" sau "schimb ător de căldură") folosind lucru
mecanic , de obicei în sens invers direc ției naturale de mișcare a c ăldurii. Majoritatea
pompelor de căldură sunt folosite pentru a muta căldura de la o sursă cu temperatură mai mică
la un radiator cu temperatură mai mare. Cele mai comune exemple de astfel de pom pe se
regăsesc în frigidere, congelatoare, aparate de aer condi ționat și invertoare de c ăldură.
Func ționarea pompelor de c ăldură se bazează pe proprietă țile unui fluid la schimbarea st ării
de agregare, mai precis la lichefiere si evaporare.
În conformita te cu principiul al doilea al termodinamicii , căldura nu poate “curge”
spontan dintr -o loca ție mai rece într -o zonă mai caldă; lucru mecanic este necesar pentru a
realiza acest lucru. Având în vedere că pompa de căldură sau frigiderul utilizează un anumit
lucru mecanic pentru a muta lichidul refrigerant, cantitatea de energie depusă pe partea de
cald este mai mare decât cea luată din partea rece. Cele mai întâlnite pompe de căldură
funcționeaz ă prin exploatarea proprietă ților fizice ale unui fluid cunoscut sub denumirea de
"agent frigorific" atunci când acesta trece prin procese de evaporare și de condensare.
Fluidul de lucru, în stare gazoasă, este sub presiune și circulat prin sistem prin
intermediul unui compresor. La ie șirea din compresor, gazul acum fierbinte și sub presiune
mare este răcit într -un schimbător de căldură numit "condensator", până când condensează
într-un lichid aflat la o presiune mare și o temperatur ă moderată. Agentul frigorific condensat
trece apoi printr -un dispozitiv de scădere a presiunii ca o supapă de expansiune, un tub
capilar, sau eventual un dispozitiv extractor de lucru mecanic, cum ar fi o turbină. După acest
dispozitiv, lichidul refrigerant aflat acum într -o stare cvasi -lichidă trece printr -un alt
schimbător de căldură numit "evaporator" în care agentul refrigerant se evaporă prin absorb ție
de căldură. Fluidul revine astfel la compresor și ciclul se repetă.

1 – condensator , 2 – supapă de expansiune , 3 – evaporator , 4 – compresor
Schema ciclului de func ționare prin vaporizare -condensare pentru o pompa de căldură

Într-un astfel de sistem este esen țial ca agentul frigorific s ă ajungă la o temperatură
suficient de mare atunci când este comprimat, deoarece conform legii a doua a termodinamicii
căldura nu poa te curge dintr -un mediu rece la unul mai cald. Practic, acest lucru înseamnă că
agentul frigorific trebuie să ajungă la o temperatură mai mare decât cea ambientală în jurul
schimbătorul de căldură din partea de presiune înaltă. În mod similar, lichidul tre buie să
ajungă la o temperatură suficient de scăzută după expansiune pentru a putea absorbi energie
termică din mediul rece, adică lichidul trebuie să fie mai rece decât mediul înconjurător
schimbătorului de căldură din partea de joasă presiune. În special , diferen ța de presiune
trebuie să fie suficient de mare pentru ca fluidul să condenseze în partea fierbinte și să se

poată încă evapora în regiunea de presiune mai mică, la partea rece. Cu cât se dore ște o
diferen ță de temperatură mai mare, cu atât difere nța de presiune necesar ă va fi mai mare și
prin urmare, mai multă energie necesară pentru a comprima fluidul. Astfel, în cazul tuturor
pompelor de căldură, eficien ța energetic ă (cantitatea de căldură mutată pe unitate de lucru
mecanic consumat) scade cu cr eșterea diferenței de temperatur ă. Frigiderele, aparatele de aer
condi ționat precum și unele sisteme de înc ălzire sunt aplica ții obișnuite care utilizeaz ă această
tehnologie. Datorită necesarului foarte variat de temperaturi și de presiuni, sunt disponibil i
mulți agenți frigorifici diferiți.
În aplica ții din domeniul climatiz ării, o pompă de căldură se referă în mod normal la
un dispozitiv de vaporizare -condensare care include o supapă dublu -sens și schimb ătoare de
căldură optimizate, astfel încât direc ția fluxului de căldură poate fi inversat. Prin intermediul
supapei se selectează direc ția pe care circula agentul refrigerant pe parcursul unui ciclu și prin
urmare, pompa de căldură poate furniza unei clădiri fie încălzire fie răcire. În climatele mai
reci s etarea implicită a supapei este de încălzire, în timp ce setarea implicită în climatele calde
este de răcire. Pentru că cele două schimbătoare de căldură, condensator și vaporizator,
trebuie să schimbe între ele func țiile, ele sunt opt imizate pentru a efec tua în mod
corespunzător în ambele moduri. Ca atare, eficien ța unei pompe de c ăldură reversibilă este de
obicei u șor mai mic ă decât cea a două ma șini separate optimizate pentru un singur proces.
În aplica țiile de instalații sanitare, o pompa de c ăldură est e uneori utilizată pentru
încălzirea sau preîncălzirea apei pentru piscine sau încălzitoare de apă menajeră.
În aplica ții oarecum rare, ambele capacit ăți atât de extracție cât și de ad ăugare de
căldură pot fi utile și de obicei rezult ă în utilizarea foarte eficientă a energiei de intrare. De
exemplu, atunci când un aparat de aer condi ționat folosit pentru r ăcire poate fi adaptat la un
aparat pentru încălzirea apei, o singură pompă de căldură poate sluji la două scopuri utile. Din
păcate, aceste situa ții sun t rare din cauza cererii semnificativ diferite pentru profile de
încălzire și răcire.
Analiza ciclului Carnot direct și inversat duce la concluzia că pe lângă posibilitatea
transformării căldurii în lucru mecanic în motoarele termice, există și posibilita tea transferului
de la un rezervor mai rece la unul mai cald. Această posibilitate se realizează practic prin
cicluri inversate, în instalații frigorifice și în pompele de căldură.
În cazul ideal al unui ciclu Carnot inversat agentul de lucru, un gaz perf ect, suferă
într-un corp de pompă următoarele transformări :
 1-2, o destindere izotermă la temperatura rezervorului rece Tr în care se absoarbe o
cantitate de căldură Qabs
 2-3, o comprimare adiabatică în care agentul își ridică temperatura la valoarea Tc a
rezervorului cald
 3-4, o comprimare izotermă la temperatura Tc în care se cedează rezervorului cald o
cantitate de căldură Qced
 4-1, o destindere adiabatică care închide ciclul.
Între cantitățile de căldură și temperaturile la care se fac transformările izoterme
cvasistatice reversibile rezultă o relație de direct proporționalitate:

Qabs
Qced= Tr
Tc

Din analiza ciclului Carnot inversat rezultă că fă ră consum de lucru mecanic este
imposibil să transferăm căldură de la un corp mai rece la unul mai cald. Lucrul mecanic net
cheltuit în ciclul Carnot inversat este:

L = Qced – Qabs

Frigiderele și pompele de căldură, ca aplicații ale ciclurilor inversate, diferă între ele
prin faptul că f rigiderele întrețin într -o incintă o temperatură Tr mai coborâtă decât
temperatura Tc a mediului înconjurător, pe când pompele de căldură t ransferă unei incinte
mai calde cantități de căldură preluate d e la surse mai reci. În figura de mai jos se poate
observa, principial, transferul de căldură, lucrul mecanic implicat și temperaturile
rezervoarelor între care se face trans ferul pentru motoarele termice, pompe de căldură și
figidere .

Motor termic

Pompa de căldură
Frigider

Dacă în cazul motoarelor ter mice aprecierea perfecțiunii se face prin randamentul
ciclului Carnot direct
η= L
Qabs= Qabs−Qced
Qabs= Tc−Tr
Tc
în cazul pompelor de căldură și a frigiderelor există un alt indicator numit eficiență.
Pentru pompele de căldură eficiența se definește c a raportul dintre cantitatea de
căldură cedată incintei calde și lucrul mecanic cheltuit, deci pentru ciclul Carnot inversat:
ε = ୕ୡୣୢ
୐∗ ୕ୡୣୢି୕ୟୠୱ
୕ୡୣୢ = ଵ
ଵି ్౗ౘ౩
్ౙ౛ౚ = ଵ
ଵି ౐ౙ
౐౨ = ୘ୡ
୘ୡି୘୰
Din această relație rezultă că eficiența este un număr supraunitar ce crește pe măsură
ce temperaturile celor două rezervoare sunt mai apropiate.

Frigider
Motor term ic Pompă de căldură
η = ୐
୕ଵ ε = ୕ଵ
୐

Eficiența ciclurilor reale este mai mică decât a celor ideale datorită pie rderilor din
compresor și din sistemul de destindere, transferul din schimbătoarele de căldură nu se face
izobar ci cu pierderi de presiune, agentul termic nu este un gaz ideal și în sfârșit, la pompele
de căldură cu aer, se folosește un ciclu deschis dato rită capacității calorice reduse a aerului.
Datorit ă pierderilor termice, mecanice, electrice , eficien ța, ε, este mult m ai scăzută în realitate
Se poate aprecia c ă este cca. 50% din valoarea ideal ă.
Coeficientul de performan ță real ( COP – coefficient of performance ) depinde de
diferen ța dintre temperatura sursei reci și cea a agentului termic. În concluzie , dacă se dore ște
o eficien ță maxim ă , atunci diferan ța între sursa rece (ap ă, aer, sol) și agentul termic trebuie s ă
fie cât mai mic ă. Pentru realizarea a cestui deziderat se vor folosi sisteme de distribu ție a
căldurii cu temperaturi cobor âte ( 30 – 40 °C ) și anume: încălzire în pardoseal ă, în pere ți,

ventiloconvectoare. Este esen țial ca în momentul c ând se prezint ă coeficientul COP al unei
pompe de căldură să se precizeze temperatura sursei reci și temperatura agentului termic
(bibliografia german ă indic ă acest am ănunt, de obicei cu nota ții de genul W10/W35,
EO/W35, LO/W50, BO/W35, etc.) Calcul ând raportul puterea termic ă produs ă / (puterea
cedat ă de sursa rece + puterea electric ă absorbit ă de compresor) se constat ă ca acest raport
corespunde cu coeficientul de performan ță real, COP.

CLASIFICAREA POMPELOR DE CĂLDURĂ

Clasificarea pompelor de c ăldură în funcție de sursa rece si agentul termic:
1) PDC sol-apa ( sursa rece – solul, agent termic – apa) -în aceast ă categorie includem și
pompele de c ăldură cu vaporizare direct ă.
2) PDC apa-apa (sursa rece – apa, agent termic – apa);
3) PDC aer-apa (sursa rece – aerul, agent termic – apa)
Mai exist ă și cazurile so l-aer, apa -aer sau aer -aer. Ele sunt folosite în cazuri rare, la
sistemele de încalzire, datorita eficien ței scăzute a agentului termic aerul (sistemele cunoscute
sub denumirea generic ă de "aer condi ționat" sunt de fapt pompe de c ăldură aer-aer iar COP -ul
lor este sub 3).
Regimurile de func ționare ale pompelor de c ăldură:
Pompele de c ăldură pot func ționa, dacă este posibil sau se dore ște ac est lucru, fără
ajutorul altor surse de c ăldură, tehnologia actual ă permi țând acest lucru fără probleme.
Sunt posibile următoarelor regimuri de func ționare:
*monovalent (pompa de c ăldură este singura surs ă de încălzire – folosind ca purtător
energetic energia electric ă);
*bivalent – paralel (se folose ște o pomp ă de căldură simultan cu o alta surs ă de
căldură). În cazul în care sursa care func ționeaz ă în paralel cu pompa de căldură
folose ște energia electric ă, sistemul este bivalent – paralel monoenergetic ;
*bivalent – alternativ (în aceast ă situa ție func ționeaz ă pompa de căldură sau cealalt ă
sursă de încălzire);
*bivalent – partial – paralel ;

POMPA DE C ĂLDUR Ă SOL -APĂ. CĂLDURA P ĂMÂNTULUI
Pompa de c ăldură sol-apă este o pomp ă foarte r ăspândită comparativ cu cea apă-apă.
“Sursa rece" o reprezint ă căldura solar ă acumulat ă în straturile superioare ale Pam ântului.
Începând de la o anumit ă distan ță, în sol (cca15m), temperatura r ămâne relativ constant ă. La
fiecare 30m în adâncime temperatura cresc ând doar cu cca un grad Celsius. Dacă suntem
interesa ți doar de straturile superficiale, p ână la ad âncimea de max 200-250 m, putem vorbi
de o temperatur ă cuprins ă între 8 -16 grade Celsius. Pentru o pomp ă sol -apă aceast ă
temperatur ă este ideal ă pentru producerea energiei termice. Pompa de c ăldură poate func ționa
doar dac ă temperatura "sursei reci" (deci a solului) nu dep ășește 28 -30 grade Ce lsius (cea
minim ă fiind î n jur de 8 ° C). Peste aceast ă temperatur ă pompa sol – apă, și în general orice
pomp ă de căldură, nu mai poate fi utilizat ă. Acela și lucru este valabil și la temperaturi mai
mici de cca 8 °C. Acest uria ș potenț ial energetic aflat l a mii de km ad âncime nu face obiectul
folosirii pompelor de c ăldură. Căldura necesar ă funcționarii acestora se extrage doar din
straturile superioare (care sunt încălzite, de fapt, de la Soare) ,intre cca. 8 °C și 30 ° C.
Folosirea pompelor în cooperare cu izvoare geotermale de mare ad âncime, ce au temperaturi
de mii de grade C ( aceste izvoare numindu -se și "izvoare de roc ă fierbinte") este posibil ă

doar dup ă ce acestea din urm ă au pierdut poten țialul și au ajuns la temperaturi compatibile cu
funcționarea unei PDC . Captarea "sursei reci" la pompele de c ăldură sol-apă se poate face :
– cu captatoare plane – îngropate la cca 1 -1.5 m (se mai pot folosi captatoare sub form ă
de spiral ă sau kunette)
– cu sonde de ad âncime – ce pot ajunge de la 50 la 100m ( în cazuri speciale pot ajunge și
la 250m)
– cu vaporizare direct ă dispus ă în captatoare plane din cupru
Sistemele de captare din sol mai sunt numite si sisteme cu "bucl ă închis ă".
Pompe de c ăldură cu captatoare plane
Un astfel de sistem se poate folosi în situa ția în car e dispunem de spa țiu suficient în
jurul cl ădirii pe care dorim s ă o încălzim cu o pomp ă de căldură. Necesarul de spa țiu exterior
este cca. dublu fa ță de suprafa ța locuibil ă încălzită (la o înaltime de max 3m). Spațiul se
micșoreaz ă propor țional cu îmbun ătățirea anvelopei termice a cl ădirii.
Puterea specific ă de extragere a c ăldurii:
– sol uscat necompactat 10W/mp
– sol compact umed 20 -30W/mp
– sol ud nisip si pietri ș 40W/mp
Materialul din care sunt realizate captatoarele este polietilena. Circuitul se îngroapă la 1-
1,5m î n sol, suprafa ța de p ământ superioar ă captatoarelor put ând fi cultivat ă. Circuitul
captatoarelor este umplut cu solu ție antigel (glicol).
Avantajele sistemului: fiabil, simplu de realizat, investi ție relativ mică, COP relativ
ridicat.
Dezavantajul principal al sistemului este necesarul ridicat de spa țiu și faptul c ă nu poate fi
amplasat pe orice sol .
Pompe cu sonde de ad âncime (sau verticale)
Sistemul se preteaz ă acolo unde exist ă spațiu suficient în jurul construc ției. La
dimensionarea sondelor se ține cont și de calitatea solului. Practic, dac ă nu exist ă prevederi
legale speciale, forajele se pot executa p ână la 250m. În general sondele de ad âncime se
foreaz ă la100m iar în cazul ca nu sunt condi ții la 50m.
Puterea de extragere a c ăldurii cu sonde d e adâncime:
– sedimente uscate: 30W/m
– ardezie ba zalt 55W/m
– piatră densă cu conductibilitate termic ă ridicat ă: 80W/m
– sol cu circula ție puternic ă a apei freatice: 100W/m
Distan ța dintre sonde este de minim 5m. Sistemul cu sonde verticale are acela și
principiu la baz ă cu cel al captatoarelor plane.
Avantaje : fiabilitate ridicat ă, nu ocup ă spațiu mare, COP ridicat (av ând în
vedere c ă "sursa rece" este mai" cald ă" dec ât în cazul captatoa relor plane), nu
necesit ă aprob ări speciale de mediu.
Dezavantaje : investi ție mai mare, necesit ă utilaje speciale, personal bine
pregătit în execu ția lucr ării.
Pompa de c ăldură cu vaporizare direct ă
La sistemul cu vaporizare direct ă nu mai exist ă un circuit separat de captare,
circuitul agentului frigorific av ând rolul de c ircuit de captare, fiind îngropat direct
în sol, devenind captatorul "sursei reci". Acest circuit "direct" este realizat din țeavă de cupru
fără suduri și cu un manșon de protec ție din polietilen ă. Circuitul se îngroap ă la cca. 1 -1.5m și
se așează pe un pa t de nisip.

Avantajele sistemului sunt: COP foarte ridicat, fiabilitate mai mare fa ță de sistemul cu
captatoare plane, se mic șoreaz ă suprafa ța ocupat ă de captatoare față de sistemul cu captatoare
plane.
Dezavantaje : este limitat ă plaja de putere (astfel de sisteme în momentul actual nu
depășesc 30 -50kW).

POMPA DE C ĂLDUR Ă APĂ – APĂ
Pompa de c ăldură apă-apă are un rol deosebit de important în industrie sau în
exploatarea la maximum a izvoarelor geotermale. Apele reziduale sau apele geoter male cu
temp. maxime de 28 -30 °C pot fi cu succes valorificate . În cazul apelor geotermale izvorul
poate fi multiplicat prin folosirea în cascad ă a mai multor PDC . Evident se va ține cont de
calitatea apei, acest impediment putând fi evitat prin folosirea unor schimb ătoare de căldură
adecvate (anticorosive).
Pompa de c ăldură apă-apă poate fi utilizat ă și prin exploatarea apei din lacuri, fluvii,
ape de tunel, ba raje (care au temperaturi > 8 ° C).
Sistemul ap ă-apă este numit și sistem de captare cu bucla deschis ă. Viteza de curgere a
apei prin vaporizator nu trebuie s ă depășească 0,8m/s .
Acest tip de pomp ă de căldură poate realiza cel mai ridicat COP dintre toate tipurile la
care ne referim.Un astfel de sistem ap ă-apă poate ajunge u șor la un COP=5 și chiar îl poate
depăși dac ă este bine realizat și corect dimensionat. De asemenea poate furniza puteri
impresionante ajung ând la mii de kW, pe o singur ă unitate sau cupl ând mai multe unit ăți de
putere mai mic ă. Cu toate acestea, p ână la ora actual ă, cel pu țin în Europa, nu este cea mai
răspândită pomp ă de căldură. Motivele sunt mai multe:
– calitatea apei trebuie s ă îndeplineasc ă practic calitatea apei potabile;
– apa extras ă din straturile freatice trebuie reinjectat ă în sol (pu țul de injec ție trebuie s ă
fie amplasat la min. 15m în aval fa ță de direc ția de curgere a apei in pânza freatic ă)
– pentru fiecare kW termic instalat es te necesar un volum minim de ap ă de 160litri/or ă,
adică 0,16mc/ora (la min 8 ° C), debitul trebuind asigurat în orice moment de pu țul de
extrac ție;.
– în UE exist ă regleme ntări foarte stricte privind acest gen de foraje.

POMPA DE C ĂLDUR Ă AER -APĂ
Cu toate ca pompa aer –apă are cel mai scazut COP dintre toate pompele la care facem
referire, ea este, al ături de PDC sol-apă, una dintre cele mai v ândute din Europa.
Sistemul aer -apă este un sistem relativ simplu de montat si nu necesit ă lucrări speciale
de amenajare ( s ăpături, foraje, etc.)
Dezavantajul major al sistemului este faptul c ă nu poate func ționa monovalent
la temperaturi foarte scăzute ( începând de la cca. -15 °C). Pot funcționa bivalent – paralel
monoenergetic prin folosirea unei rezisten țe electrice care in tră în func țiune la temperaturi
foarte scăzute ( sub -15 °C). Datorit ă acestui fapt puterea de încălzire este limitat ă.

ALEGEREA ȘI DIMENSIONAREA POMPELOR DE C ĂLDUR Ă
Pentru a putea alege corect o pomp ă de căldură pentru încălzire, trebuie sa fie
cunoscute:
– mărimea obiectivului ce urmeaz ă a fi încălzit (suprafa ța locuibil ă și încălzită,
înălțimea medie a încăperilor). Spa țiul disponibil (neconstruit) din jurul obiectivului.
– zona geografic ă în care se afl ă obiectivul;
– posibilit ățile de instalare a altor sisteme de încălzire (gaze, combustibil lichid, gaz
lichefiat, etc.) ;
– posibilit ățile de la fa ța locului de valorificare a "sursei reci" (apa, aer, sol);
– existen ța alto r surse de încălzire (pentru stabilirea regimului de func ționare a pompei
de căldură)
– condi țiile de alimentare cu energie electric ă (rețea mono – sau trifazat ă, puterea
electric ă maxim ă permis ă pe racordul electric).

întocmit
ing. Adrian CĂLĂUZ