Pompa de căldură este un dispozitiv cu ajutorul căruia se poate transporta căldură [611215]

Pompă de
caldură

Neagu Madalin
MS14

Introducere:
Pompa de căldură este un dispozitiv cu ajutorul căruia se poate transporta căldură
de la o locație ("sursă") la o altă locație ("radiator" sau "schimbător de căldură")
folosind lucru mecanic, de obicei în sens invers direcției naturale de mișcare a
căldurii. Majoritatea pompelor de căldură sunt folosite pentru a muta căldura de la
o sursă cu temperatură mai mică la un radi ator cu temperatură mai mare. Cele mai
comune exemple de astfel de pompe se regăsesc în frigidere, congelatoare, aparate
de aer condiționat și invertoare de căldură.
Funcționarea pompelor de căldură se bazează pe proprietățile unui fluid la
schimbarea stării de agregare, mai precis la lichefiere si evaporare. Cel mai adesea
pompele de căldură extrag căldura din aer sau pământ, motiv pentru care unele din
ele nu mai lucrează eficient când temperatura mediului scade sub -5 °C.

Studiu de caz: CASA Buhnici
Pompele de caldură pot ceda energia către aer sau către agentul termic, a pa. Prin
comparație, aerul conditionat, reprezintă o pompa de căldura aer -aer (care preia
energia termică din aerul exterior și o cedează către aerul interior).
Pentru #casabuhnici folosim așadar o pompă de caldura sol -apă, care preia energia
termică din p ământ, prin intermediul a trei sonde geotermale de adâncime și o
cedează către agentul termic care circulă prin instalația de încălzire din pardoseală
și prin cea de răcire din pereți și din tavan.

Cum funcționează?
Principiul de funcționare a unei pome d e căldură este destul de simplu. Este o
mașină frigorifică, funcționează ca un frigider sau un aer condiționat. Aceasta este
compusă din patru elemente de bază: compresor, ventil de expansiune și două
schimbătoare de căldură (vaporizator si condensator). S ă ne imaginăm un frigider:

vaporizatorul va fi cavitatea internă de unde extragem căldura (și facem frig), iar
condensatorul va fi „grătarul” din spate pe unde se cedeaza căldura în interiorul
bucătăriei.

În interiorul circuitului este un agent frigorif ic numit freon. Dacă apa vaporizează
la 100°C, agentul frigorific poate vaporiza la temperaturi foarte scăzute (chiar și
temperaturi negative). Acest fenomen se întamplă în vaporizator, moment în care
căldura este extrasă din mediu. Prin intermediul compre sorului, se ridică foarte
mult temperatura și presiunea iar în condensator, toată energia acumulată este
cedată către interiorul clădirii. Agentul frigorific se va transforma din nou în lichid,
iar vana de expansiune va avea un efect invers față de compres or.
În cazul nostru, energia este preluată din sol prin intermediul sondelor geotermale
de adâncime și este cedată catre agentul termic din instalație, apa. În sondele
geotermale circulă un lichid format din apă și agent anti -îngheț ce trebuie să reziste
la temperaturi de până la -15°C. Circuitul este închis, deci lichidul este recirculat
de foarte multe ori.

Pentru sonde vom săpa la adâncimi de până la 150 de metri, acolo unde solul are
temperatura cea mai constantă. Căldura este astfel extrasă din sol și este cedată în
instalația interioară către apă care este stocată într -un rezervor de acumulare sau
este trimisă la boiler pentru apa caldă menajeră.
Raportul de energie termică preluată din sol, în comparație cu consumul de curent
electric al compresorulu i și al pompei este de 4:1. Așadar de patru ori mai mare
decât curentul consumat. Care curent, desigur, va veni din panourile solare.
Aceasta este funcția lor principală, pe lângă consumul electric al casei.
Contează foarte mult modul în care o alegi și o dimensionezi, modul în care se aleg
forajele geotermale, dar și instalația interioară. Pentru eficiență maximă se
recomandă folosirea încălzirii în pardoseală și a răcirii cu panouri radiante pe tavan
și pe pereți.

Cum funcționează răcirea?
Principiul se numește răcire pasivă. Practic luăm apa din sol la 10 -12°C si o răcim
direct din instalația interioară, iar apoi o stocăm în rezervorul de acumulare.
Schema se află mai jos, răcirea pasivă se face prin schimbătorul de caldură notat cu
24 și vana cu trei că i 22. Astfel, compresorul pompei de căldură este ocolit, și
rezultă un consum mult mai mic. Există o singură pompă de circulație.
Pompele de căldură pot face și răcire activă, doar folosind compresorul, pentru
instalații mai mari sau pentru cele care folos esc ventiloconvectoare pentru răcire.
Știu, foarte mulți termeni tehnici, poate este mai utilă schița de mai jos. Dacă nici
asta nu te lămurește, clipul de la finalul articolului sper să ajute mai mult.

În interiorul circuitului este un agent frigorific numit freon. Dacă apa vaporizează
la 100°C, agentul frigorific poate vaporiza la temperaturi foarte scăzute (chiar și
temperaturi negative). Acest fenomen se întamplă în vaporizator, moment în care
căldura este extrasă din mediu. Prin intermediul compresor ului, se ridică foarte
mult temperatura și presiunea iar în condensator, toată energia acumulată este
cedată către interiorul clădirii. Agentul frigorific se va transforma din nou în lichid,
iar vana de expansiune va avea un efect invers față de compresor.
În cazul nostru, energia este preluată din sol prin intermediul sondelor geotermale
de adâncime și este cedată catre agentul termic din instalație, apa. În sondele
geotermale circulă un lichid format din apă și agent anti -îngheț ce trebuie să reziste
la temperaturi de până la -15°C. Circuitul este închis, deci lichidul este recirculat
de foarte multe ori.
Pentru sonde vom săpa la adâncimi de până la 150 de metri, acolo unde solul are
temperatura cea mai constantă. Căldura este astfel extrasă din sol și est e cedată în
instalația interioară către apă care este stocată într -un rezervor de acumulare sau
este trimisă la boiler pentru apa caldă menajeră.

Raportul de energie termică preluată din sol, în comparație cu consumul de curent
electric al compresorului ș i al pompei este de 4:1. Așadar de patru ori mai mare
decât curentul consumat. Care curent, desigur, va veni din panourile solare.
Aceasta este funcția lor principală, pe lângă consumul electric al casei.
Contează foarte mult modul în care o alegi și o dim ensionezi, modul în care se aleg
forajele geotermale, dar și instalația interioară. Pentru eficiență maximă se
recomandă folosirea încălzirii în pardoseală și a răcirii cu panouri radiante pe tavan
și pe pereți.

Cum funcționează răcirea?
Principiul se num ește răcire pasivă. Practic luăm apa din sol la 10 -12°C si o răcim
direct din instalația interioară, iar apoi o stocăm în rezervorul de acumulare.
Schema se află mai jos, răcirea pasivă se face prin schimbătorul de caldură notat cu
24 și vana cu trei căi 2 2. Astfel, compresorul pompei de căldură este ocolit, și
rezultă un consum mult mai mic. Există o singură pompă de circulație.
Pompele de căldură pot face și răcire activă, doar folosind compresorul, pentru
instalații mai mari sau pentru cele care folosesc ventiloconvectoare pentru răcire.
Știu, foarte mulți termeni tehnici, poate este mai utilă schița de mai jos. Dacă nici
asta nu te lămurește, clipul de la finalul articolului sper să ajute mai mult.

Cât costă?
O pompă de căldură geotermală variază în tre 4.000 și 15.000 euro cu tot cu
accesorii, în funcție de proiect, de modul în care este construită casa, în funcție de
brand și desigur de performanțele acesteia. Acesta poate crește dacă ai o
construcție mai mare.
Costul mediu al forajului geotermal es te de aproximativ 25euro/ml, însă acesta
depinde de tipul solului, adâncimea de forare și numărul de foraje. Daca pânza
freatică este aproape de suprafață atunci poți opta pentru o soluție mai accesibilă cu
pompă de caldură apă -apă sau o soluție cu pompă d e caldură aer -apă. Cea din urmă
nu necesită foraje și poate fi montată și la un apartament de bloc, la fel ca un aparat
de aer condiționa t.
Avantaje :
-durata de viata indelungata
-functionare optima indferet de conditiile meteorologice
-grad ridicat de eficienta si energie
-diminuare considerabila a emisiilor de CO2

Bibliografie:
www.romstal.ro
www.buhnici.ro
www.wikipedia.ro