SOLUȚII DE ÎNCĂLZIRE A CLĂDIRILOR ȘISAU PREPARAREA [608914]

SOLUȚII DE ÎNCĂLZIRE A CLĂDIRILOR ȘI/SAU PREPARAREA
APEI CALDE DE CONSUM CU POMPE DE CĂLDURĂ

Elemente introductive

Încadrarea pompei de căldură, ca sursă de căldură î ntr-un sistem existent, conduce în mod
firesc la interacțiuni cu sursa sau cu sursele de c ăldură din dotarea inițială a acestuia. De la caz l a
caz, pompa de căldură poate coopera cu sursele trad iționale existente sau le poate înlocui total, în
funcție de efectul util (cantitatea și calitatea că ldurii produse), precum și eficiența economică a
soluției.
În cazul realizării unui sistem nou de alimentare c u căldură având în componență și
pompă de căldură, pot fi asigurate încă din faza de concepție a soluției toate condițiile necesare
unei perfecte integrări a pompei de căldură în ansa mblul sistemului, astfel încât în toate situațiile
funcționale să se obțină eficiența maximă, corespun zător tipului de aplicație realizat.
În cele ce urmează, sînt descrise soluțiile și sche mele cele mai reprezentative de utilizare a
pompelor de căldură în scopul alimentării cu căldur ă a clădirilor, precum și cele referitoare la
alimentarea cu căldură în diferite procese tehnolog ice specifice unor ramuri industriale diverse.

Caracteristici generale

La momentul actual, în țările considerate puternic industrializate din vestul Europei,
consumul de energie pentru sectoarele rezidențial ș i terțiar se cifrează la cea 30—50% din
consumul final de energie, iar 80 % din acest cons um este livrat sub formă de energie termică.
Având în vedere faptul că o bună parte a căldurii p roduse în scopuri de încălzire a
clădirilor si preparare a apei calde se consumă la nivele relativ scăzute de temperatură (sub
100°C), utilizarea unor tehnologii de producere a a cesteia la temperaturi corespunzătoare, bazate
în special pe recuperarea căldurii reziduale sau pe valorificarea surselor noi de energie, apare
deosebit de oportună.
În funcție de amplasamentul instalațiilor de produc ere a căldurii si implicit de mărimea și
gradul de concentrare a consumatorilor termici, sis temele de alimentare cu căldură, cel mai
frecvent utilizate în prezent, pot fi clasificate a stfel:
– Sisteme locale , caracterizate în general prin lipsa rețelei exter ioare de transport a căldurii
de la sursă la consumator (sursa este amplasată în sistemul intern al consumatorului). Sursele
de căldură utilizate în sistemele locale pot fi de tipul: sobe, șemineuri, încălzitoare electrice,
radianți cu gaze etc., în care caz sistemul se mai numește și individual, sau cazane de apă caldă
destinate fie încălzirii unui apartament fie încălz irii unei clădiri multifamiliale. Asigurarea
integrală cu căldură (încălzire + apă caldă de cons um) dintr-o centrală termică proprie printr-un
sistem de conducte de distribuție a agentului termi c în cadrul clădirii, cunoscută sub denumirea
de încălzire centrală poate fi încadrată sub aspec tul amplasamentului sursei în categoria
sistemelor locale.
– Sisteme centralizate , caracterizate prin aceea că alimentarea cu căldur ă se realizează de
la o sursă unică pentru un ansamblu de clădiri, pri ntr-o rețea de transport a căldurii de tip
arborescent sau inelar.
Situațiile cel mai frecvent întâlnite în România ac tuală pentru alimentarea cu căldură în
sistem centralizat sunt următoarele :
– alimentarea cu căldură a unui cartier de locuințe , de regulă, sub 2000 de apartamente,
unități industriale mici, nepoluante, sau alte dotă ri (spitale, scoli etc.), sursa de căldură fiin d

centrala termică sau mai multe centrale termice î n cazul ansamblurilor mai mari, atunci când nu
se justifică economic soluția cu sursă unică;
– alimentarea cu căldură dintr-o centrală termică d e zonă, a unui ansamblu de locuințe, a
unei zone mai importante sau chiar a unei localităț i în întregime;
– alimentarea cu căldură de la o centrală electrică de termoficare (CET) a unei localități
sau zone mai importante dintr-un oraș.
Soluțiile de încadrare a pompei de căldură în siste mele de alimentare cu căldură de
tipurile descrise, prezintă particularități determi nate, în primul rând, de structura uneori foarte
diferită a acestora și de o serie de caracteristici ale consumurilor de căldură asigurate (mărime,
durată, variație în timp, nivel de temperatură soli citat etc.).

Sisteme locale de încălzire a clădirilor si / sau preparare a apei calde de consum cu pompe
de căldură

Introducerea pe scară din ce în ce mai largă a pomp elor de căldură în schemele de
alimentare cu căldură a unor locuințe individuale s au colective, clădiri comerciale, social-
administrative etc., asigurate cu căldură în sistem local, este determinată de mai multe
considerente :
– existența unor surse gratuite de căldură în imedi ata apropiere, de tipul: aer, apă, sol.
Detaliind, acestea pot fi: aer exterior sau aer eva cuat din instalațiile de ventilare, apă de suprafaț ă,
apă freatică, apă caldă uzată evacuată prin instala țiile de canalizare de la băi, lavoare, bucătării,
apă încălzită în colectoare solare (în perioadele c ând aceasta nu poate fi utilizată direct pentru
consum datorită nivelului de temperatură scăzut), a pa mezotermală cu temperaturi sub 40°C
(atunci când există surse de apă termală în vecinăt atea amplasamentului pompei de căldură);
– superioritatea sistemelor care utilizează pompe de căldură atît din punct de vedere
economic, cît și din punctul de vedere al confortul ui asigurat în raport cu încălzirea electrică
directă, relativ frecvent utilizată în sistemele lo cale de alimentare cu căldură, în special în Statel e
Unite ale Americii și Canada;
– spațiul redus necesitat de amplasarea pompei de c ăldură față de o centrală termică
tradițională, precum și înlăturarea inconvenientelo r provocate de utilizarea combustibililor clasici
(transport, stocare, poluare);
– posibilitatea de a utiliza o gamă mai largă de si steme de încălzire care asigură un confort
sporit;
– posibilitatea utilizării aceleiași instalații, pr intr-o simplă inversare a ciclului, pentru
răcire în timpul anotimpului călduros.
În același timp, este de menționat faptul că genera lizarea aplicării acestei tehnologii în
cazul locuințelor individuale (uni și multifamilial e) are ca principal impediment marea varietate a
tipurilor de clădiri, ceea ce face destul de difici lă sarcina concepției, proiectării și realizării
practice a sistemelor de acest gen, posibilitățile de tipizare fiind relativ restrânse.
O altă dificultate, derivată de fapt din cea prezen tată anterior este legată de asigurarea
producerii în serie a echipamentelor, care ar trebu i să fie disponibile într-o gamă foarte largă de
capacități termice unitare, cu posibilități funcțio nale multiple pentru a putea răspunde într-o
manieră optimă cerințelor consumatorilor, asigurând în același timp efecte energetice și
economice satisfăcătoare.
Alimentarea cu căldură, prin utilizarea pompelor de căldură, se poate face în cazul
clădirilor dotate cu sisteme locale și ținând seama de sursa de căldură (sursa rece) disponibilă „in
situ", astfel:

– cu pompe de căldură utilizând aerul ca sursă de c ăldură;
– cu pompe de căldură utilizând apa ca sursă de căl dură;
– cu pompe de căldură utilizând solul ca sursă de c ăldură.
Puterile termice unitare ale pompelor de căldură de stinate acestei categorii de aplicații se
înscriu în mod uzual în intervalul 1000—35000 kcal/ h. în funcție de mărimea necesarului de
căldură care trebuie asigurat, pot fi utilizate pom pe cu puteri termice unitare situate la limita
inferioară a intervalului, pentru încălzirea unei s ingure încăperi, respectiv cele de capacități mai
mari pentru aplicații în care se preconizează încăl zirea integrală a unei clădiri cu mai multe
încăperi și chiar destinații multiple (în aceste ca zuri, capacitatea termică unitară a pompei de
căldură poate depăși valoarea indicată ca limită su perioară a intervalului).

POMPE DE CĂLDURĂ UTILIZÂND AERUL CA SURSĂ DE CĂLDUR Ă

Pompele de căldură aer-aer, derivate din agregatele de condiționare "de fereastră"
realizate în serie de un număr mare de firme, au ev oluat prin preluarea funcției de încălzire a unei
încăperi sau a unei clădiri în întregime, în perioa dele cu sarcini de încălzire moderate sau chiar pe
întreaga durată a sezonului de încălzire (în zonele cu climă temperată).
În Europa, unde condițiile climatice sunt de așa na tură încât, cel puțin pentru clădirile de
locuit, condiționarea aerului pe timpul anotimpului călduros apare fie ca nenecesară, fie ca
nepractică, pompa de căldură aer-aer, specializată exclusiv pentru funcția de încălzire, poate fi
considerată una dintre soluțiile promițătoare, sub rezerva optimizării acesteia astfel încât
investițiile necesare și cheltuielile de exploatare să se situeze la un nivel rezonabil, comparativ cu
sistemele clasice funcționând prin ardere de combus tibil și încălzire cu aer cald. Din acest motiv,
deși în SUA acest gen de echipamente este deosebit de răspândit, depășind cifra de 1,5 milioane
agregate instalate în locuințe, în Europa numărul l or este încă foarte scăzut, în primul rând, din
considerentele economice expuse si, în al doilea râ nd, datorită insuficienței echipamentelor
adecvate acestui scop.
În dezvoltările succesive ale concepției acestor ag regate s-au putut distinge două etape:
etapa în care funcția de încălzire era asigurată ex clusiv cu rezistențe electrice (depășită în
prezent) si etapa actuală, în care încălzirea este asigurată în regim de baza cu pompă de căldură,
rezistențele electrice având în general rolul de su rsă suplimentară, utilizată în regim de vârf. În
sezonul călduros, ciclul termic al unui astfel de a gregat poate fi inversat cu ajutorul unui ventil,
astfel încât pompa de căldură să funcționeze ca maș ină frigorifică, având funcția de răcire a
aerului din interiorul încăperii.
În aceeași categorie a pompelor de căldură utilizâ nd aerul ea sursă de căldură se
încadrează si agregatele aer-apă care, la partea ca ldă (condensator), cedează căldura utilă apei
vehiculate, de exemplu, prin sistemul de distribuți e aferent unei instalații de încălzire centrală cu
apă caldă sau apei destinate consumului menajer.

Pompe de căldură utilizând aerul exterior ca sursă de căldură

Primele aplicații ale pompelor de căldură de tip ae r-aer, pentru încălzire, s-au bazat pe
utilizarea aerului exterior ca sursă de căldură.
În regim de încălzire, căldura preluată din aerul e xterior la vaporizator este transferată de
condensator aerului din incinta ce urmează a fi înc ălzită.
În regim de răcire, ciclul se inversează prin inter mediul unui ventil, astfel încât
schimbătorul de căldură de pe circuitul aerului int erior devine vaporizator, iar cel de pe circuitul

aerului exterior devine condensator. Circulația aer ului, atât a celui exterior, cît și a aerului
introdus, se realizează cu ajutorul a două ventilat oare acționate cu motoare electrice.
Deși considerat una dintre cele mai convenabile sur se de căldură sub aspectul
disponibilității nelimitate, având în vedere faptul că temperatura aerului exterior variază adeseori
considerabil pe parcursul sezonului de încălzire, c oncepția unui sistem de tipul celui descris
anterior necesită o optimizare atentă, ținând seama în primul rând de datele climatice locale.
În cazul aplicațiilor vizând încălzirea cu pompe de căldură având aerul exterior ca sursă
de căldură trebuie avut în vedere faptul că, pe măs ură ce temperatura exterioară scade, necesarul
de încălzire crește, iar capacitatea pompei de căld ură de a asigura un debit constant de căldură la
parametrii termici solicitați diminuează substanția l datorită alterării eficienței.
O serie de eforturi destinate perfecționării acestu i tip de pompe de căldură au fost dirijate
în direcția găsirii căilor si metodelor de evitare a efectului negativ pe care scăderea temperaturii
aerului exterior îl are asupra eficienței pompei de căldură. Una dintre metodele recomandate este
cuplarea, pompei de căldură cu o sursă suplimentară de căldură care poate fi, de la caz la caz, o
rezistență electrică sau o sursă tradițională funcț ionând prin ardere de combustibil. Alegerea
tipului de sursă suplimentară poate fi influențată, în mare măsură, de raportul dintre costurile de
investiții necesare și cheltuielile de exploatare a ferente sistemului examinat.
Câteva exemple privind posibilitățile de alegere a sursei suplimentare, sînt următoarele:
– încălzire suplimentară, prin montarea în drum ul de trecere a aerului ce trebuie
introdus în încăperi a unei rețele de rezistențe el ectrice, în mai multe trepte;
– apă încălzită într-un boiler electric si acumulat ă într-un rezervor central, eventual în
perioadele cu tarif redus pentru energia electrică consumată. Când este necesar, apa astfel
încălzită trece printr-o serpentină amplasată în dr umul aerului introdus, încălzindu-1 suplimentar
la temperatura impusă de confort;
– încălzire suplimentară, realizată de un acumulato r electric central cu elemente ceramice
(utilizând, de asemenea, energia electrică în perio adele cu tarif redus). O parte din aerul de
introdus în încăperi este deviat prin acumulator, î și ridică temperatura, amestecându-se apoi cu
cel care vine de la condensatorul pompei de căldură , rezultând pe ansamblu o ridicare a
temperaturii aerului ia intrare în încăperi.
În cazul cuplării pompei de căldură cu o sursă supl imentară, dimensionarea se face astfel,
încât pompa de căldură să asigure numai o cotă part e din necesarul maxim orar de încălzire
corespunzător temperaturii exterioare de calcul spe cifice zonei geografice în care se situează
imobilul încălzit.
Având în vedere sensul opus de variație cu temperat ura exterioară a necesarului de
căldură pentru încălzire și a puterii termice a pom pei de căldură, există o anumită valoare a
temperaturii exterioare la care aceste două mărimi devin egale, denumită punct de echilibru . La
valori ale temperaturilor exterioare mai ridicate d ecât valoarea corespunzătoare punctului de
echilibru, pompa de căldură va avea un regim de fun cționare intermitent, ținând cont că ea poate
furniza un debit orar de căldură mai mare decât cel necesar, în timp ce la temperaturi exterioare
mai coborâte decât valoarea punctului de echilibru este necesar un aport suplimentar de căldură.
Întrucât pot apărea situații în care se impune opri rea funcționării pompei de căldură, sursa
suplimentară se dimensionează, de regulă, pentru sa rcina maximă orară de încălzire. În mod
uzual, instalația se dimensionează astfel, incit pu nctul de echilibru să corespundă unei
temperaturi exterioare care, în funcție de gradul d e perfecțiune al pompei de căldură utilizate, se
situează în domeniul 0 … 5°C.
Sistemul tocmai descris s-a referit exclusiv la asi gurarea necesarului de încălzire a unei
clădiri dar, la ora actuală, există si o serie de s isteme comerciale disponibile pe piața mondială, în
care pompa de căldură aer-apă este utilizată atât p entru încălzire, cît si pentru prepararea apei

calde destinate asigurării consumului sanitar menaj er aferent unei locuințe individuale sau
multifamiliale. O serie de dificultăți, legate de c aracteristicile diferite ale consumului de încălzir e
față de cel aferent apei calde (ex. variația diurnă , sezonieră, temperatura utilă), fac dificilă
funcționarea într-un regim optim a unei instalații cu pompă de căldură aer-apă dimensionată să
asigure ambele utilități.Din acest motiv, pentru si stemele locale au fost realizate si instalații de î n-
călzire separate complet de cele pentru prepararea apei calde de consum cu pompă de căldură aer-
apă.

Pompe de căldură utilizând aerul extras din clădiri ca sursă de căldură

În cazul clădirilor prevăzute cu sistem de ventilar e sau climatizare, pompa de căldură
poate utiliza ca sursă de căldură aerul evacuat din spațiile ventilate, în scopul preîncălzirii
fluxului de aer proaspăt care se introduce în încăp eri.
O variantă interesantă de concepție a unui sistem d e acest tip, având în vedere avantajele
energetice pe care le-ar putea asigura, o constitui e realizarea pompării căldurii în două trepte, prin
prevederea, de exemplu, a două pompe de căldură, as tfel încât, fiecare în parte să aibă de învins
un interval de pompare a căldurii mai redus între t emperatura de vaporizare și cea de condensare,
obținându-se pe ansamblul instalației o eficiență m ărită în raport cu varianta pompării căldurii
într-o singură treaptă. Evident că, pentru stabilir ea soluției optime din punct de vedere economic,
trebuie făcută o analiză cu stabilirea indicatorilo r economici aferenți celor două soluții și
compararea acestora astfel, încît să se poată const ata în ce măsură cheltuielile suplimentare
necesitate de realizarea variantei cu două trepte d e pompare a căldurii pot fi compensate de
câștigul energetic (economia de combustibil) realiz at prin creșterea eficienței pe ansamblul
instalației.

POMPE DE CĂLDURĂ UTILIZÂND APA CA SURSĂ DE CĂLDURĂ

În afara faptului că apa este disponibilă, de regul ă, sub o formă sau alta chiar în incinta
sau în vecinătatea oricărei clădiri, indiferent de destinație, ea este prezentă foarte frecvent sub
forma râurilor, lacurilor, straturilor freatice, mă rilor etc., învecinate cu zonele populate.
Deseori, variația temperaturii apelor provenind din sursele enumerate este relativ mică pe
parcursul sezonului de încălzire, existând cursuri de apă a căror temperatură rămâne cuprinsă în
intervalul 5-10°C în lunile anotimpului rece (din o ctombrie până în aprilie) sau pânze freatice a
căror temperatură se menține constant în jurul valo rii de 10°C.
În afară de aceste surse, sînt de menționat și apel e calde uzate, rezultate din instalații
sanitar-menajere, instalații solare sau, în cazuri mai speciale, din diferite procese tehnologice
industriale, acestea din urmă fiind cunoscute sub d enumirea generică de ape de răcire, cu
temperaturi cuprinse între 20 si 35°C.
De regulă, potențialul apelor de răcire industriale , datorită debitelor mari vehiculate în
diferite procese tehnologice din care provin este a tât de mare în raport cu necesarul de căldură al
unor clădiri alimentate cu căldură în sistem local, incit problema recuperării căldurii în scopuri de
încălzire și / sau preparare a apei calde nu se poa te pune în cazul acestor ape decât pentru
ansambluri de clădiri cumulând un necesar maxim ora r de căldură mai substanțial, deci în cazul
existenței sau realizării unui sistem centralizat d e alimentare cu căldură.
Evident, că aceasta nu exclude posibilitatea utiliz ării apei de răcire din industrie si pentru
încălzirea cu pompă de căldură a unui grup mai mare de locuințe individuale, multifamiliale etc.,
prin trecerea de la sistemul local de încălzire la sistemul centralizat. Decisive în privința adoptări i
unei astfel de soluții sînt rezultatele calculelor tehnico-economice detaliate.

Chiar si sub forma „sursă de potențial termic scăzu t", apa poate prezenta, deci, un interes
special în raport cu aerul exterior din care, așa c um s-a mai arătat, se poate extrage cu atît mai
puțină căldură, cu cit necesarul unei instalații de încălzire este mai mare.
Totodată, sub aspectul disponibilității, utilizarea apei, ca sursă de căldură poate fi
îngrădită, dacă pentru a o obține sînt necesare luc rări costisitoare (captare, conducte de transport
la distanță), ceea ce ar putea constitui un obstaco l economic insurmontabil.

Pompe de căldură utilizând apa freatică sau apa de suprafață ca sursă de căldură

Folosirea apei de suprafață sau a apei freatice ca sursă de căldură in cazul pompelor de
căldură, pentru încălzirea spațiilor sau prepararea apei calde de consum menajer, în sisteme
locale, impune de regulă realizarea unor instalații de tip bivalent, în care pompa de căldură
cooperează cu o sursă tradițională pentru asigurare a căldurii utile necesare.
Într-o astfel de schemă, vaporizatorul pompei de că ldură este parcurs de apa freatică, ce se
răcește cu câteva grade, cedând căldură agentului d e lucru care se vaporizează. Vaporii,
comprimați în compresor, cedează căldură la condens ator fie unui circuit de încălzire cu apă
(pompă de căldură de tipul apă-apă), fie unui circu it de încălzire eu aer (pompă de căldură de
tipul apă-aer).
Din necesitatea menținerii eficienței în limite acc eptabile de valori, într-un astfel de
sistem pentru temperatura de încălzire a apei la co ndensator se recomandă valori mai coborâte, de
ordinul 40-45°C, ceea ce conduce în mod firesc la a doptarea unui sistem de încălzire adecvat
temperaturilor joase, de tipul încălzire prin pard oseală, ventiloconvectoare etc.
Chiar în cazul corpurilor de încălzire clasice (rad iatoare), având în vedere că acestea sînt
dimensionate pentru a asigura încălzirea cu apă de 80 … 90°C la temperatura exterioară de calcul,
în sezonul de tranziție (la temperaturi exterioare de 2 … 10 0C), pot funcționa satisfăcător cu apă la
temperaturi cuprinse intre 40 si 45°C.
În perioadele cu temperaturi exterioare scăzute, câ nd necesarul de încălzire crește,
temperatura apei la ieșirea din condensatorul pompe i de căldură nu este compatibilă cu
radiatoarele existente și pompa de căldură poate fi oprită pentru a nu funcționa cu eficiență
scăzută, sursa suplimentară (dimensionată pentru ne cesarul maxim) urmând să asigure singură
încălzirea ( sistem bivalent alternative) .
Sistemul de funcționare descris prezintă următoarel e avantaje :
– modificări minime ale circuitului de încălzire ex istent, datorate exclusiv racordării
pompei de căldură;
– funcționarea pompei de căldură în regimuri în car e se poate obține eficiența maximă,
deci economii de combustibil maxime, comparativ cu o sursă tradițională care asigură un efect
util echivalent.
Principalul dezavantaj îl constituie reducerea dura tei de funcționare a pompei de căldură
si, deci, reducerea corespunzătoare a economiei de energie primară.
În funcție de tipul aplicației realizate, temperatu rile la sursa caldă (condensatorul pompei
de căldură) se pot eșalona in intervalul 30-50°C, a stfel:
– pentru un sistem de încălzire prin pardoseală: 35 —40°C;
– pentru sistemele de încălzire centrală cu radiato are cu apă,
în perioadele de tranziție: 45—50°C;
– pentru sistemele de încălzire cu aer cald: 30°C;
– pentru cazul încălzirii apei într-un bazin de îno t; 25 —30°C.

În funcție și de temparaturile surselor naturale de căldură disponibile, există o multitudine
de combinații posibile între temperaturile celor do uă surse ale pompei de căldură, astfel incit
indicarea unei valori medii a eficienței nu este po sibilă.

Pompe de căldură utilizând apa calda uzată, apa geo termală sau apa încălzită solar ca
sursă de căldură

Apele calde cu potențial termic scăzut, având tempe raturi cuprinse în domeniul
20 … 40°C, pot constitui o sursă de căldură mai e ficientă pentru pompa de căldură decât cea pro-
venind din mediul ambiant (aerul exterior, apa de s uprafață sau freatică, solul).
Cele mai frecvente aplicații de acest gen realizate la ora actuală, cu pompe de căldură
asigurând alimentarea cu căldură in sistem local, v izează utilizarea căldurii reziduale conținută in
apa caldă menajeră uzată, apa geotermală, sau apa î ncălzită în panouri solare atunci când
temperatura acesteia nu permite utilizarea directă pentru încălzire sau consum de apă caldă.
În cazul utilizării apelor menajere uzate în scopul recuperării căldurii acestora cu pompă
de căldură, având in vedere debitele disponibile re duse, aplicațiile pot viza preîncălzirea apei
proaspete destinate consumului, aducerea apei la te mperatura de regim (55— 60°C) făcându-se
cu ajutorul unei surse suplimentare (rezistență ele ctrică sau cazan de apă caldă). De asemenea,
este obligatorie prevederea în schemă a unui rezerv or acumulator de apă uzată, dată fiind variația
diurnă în limite destul de largi ale consumului de apă caldă. Aceasta variație este diferențiată in
funcție de destinația clădirii în care se instaleaz ă un astfel de sistem.
Pentru ca nivelul de temperatură al apei uzate util izate ca sursă de căldură să fie cel mai
ridicat posibil, este necesar ca, in cazul unei clă diri existente, să se realizeze canalizarea separat ă
a apelor calde rezultate de la băi, dusuri, chiuvet e, iar în cazul unor clădiri noi, acest deziderat s ă
fie satisfăcut încă din faza de proiectare a instal ațiilor interioare de canalizare.
În scopul menținerii in timp a parametrilor product ivi ai sursei geotermale. precum si în
scopul neafectării echilibrului ecologic, apa geote rmală poate fi restituită după răcire in
vaporizatorul pompei de căldură, într-o sondă de in jecție. Dacă este vorba de apă geotermală
uzată, după extragerea căldurii, aceasta poate fi d eversată in rețeaua de canalizare existentă.
Este cunoscut faptul că sursele naturale cel mai ad esea disponibile pentru pompele de
căldură utilizate în sistemele locale (aerul exteri or, apa freatică, apa de suprafață, solul) își
datorează o bună parte a potențialului termic radia ției solare. Practic, însă, radiația solară poate f i
utilizată mai direct prin captarea ei într-un siste m special conceput in scopul încălzirii unui fluid
care poate deveni sursă de căldură pentru o pompă d e căldură ce îndeplinește una sau mai multe
funcții (încălzire, răcire, prepararea apei calde d e consum), intr-o clădire alimentată cu căldură în
sistem local.
În mod uzual, captarea energiei solare în instalați ile realizate pentru încălzirea locuințelor
sau a unor clădiri echivalente se face cu captatoar e solare plane in care energia solară este
convertită in energie termică, în special în domeni ul temperaturilor joase (sub 100°C). Apa pură
sau soluțiile glicolate se utilizează cel mai frecv ent ca agenți de transport al căldurii în acest gen
de instalații.
În prezent, țări ca SUA, Franța, Israel, Japonia, I talia, Germania etc. dispun de un număr
considerabil de instalații bazate pe utilizarea ene rgiei solare direct sau în combinație cu pompa de
căldură. Acestea servesc la prepararea apei calde d istribuită, apoi, în scopuri de încălzire sau
consum pentru clădiri cu diverse destinații.
Conversia energiei solare în căldură, la niveluri d e temperatură mai ridicate care, în
general, nu pot fi atinse în colectoarele solare pl ane, poate fi realizată cu concentratoare solare,
recomandate cu predilecție pentru aplicațiile în ca re sistemul de captare a energiei solare se

cuplează cu pompe de căldură funcționând pe princip iul absorbției. Aceste tipuri de pompe de
căldură sunt însă disponibile în limite mult mai re strînse, pentru instalații de mai mică anvergură
cum ar fi, de exemplu, cele realizate pentru locuin țe uni sau multifamiliale.
Principalul avantaj al sistemului cu pompă de căldu ră și apă încălzită solar ea sursă de
căldură este reprezentat de temperatura realizată c are, chiar în perioadele cu radiație solară
redusă, poate fi mai ridicată decât în. cazul utili zării celorlalte surse naturale (aer exterior, apă de
suprafață, apă freatică, sol) ca surse de căldura. Acest avantaj se traduce, evident. printr-o valoare
mai ridicată a eficienței pompei de căldură.
O alta posibilitate este aceea se folosi colectorul solar plan pe funcția de vaporizator al
pompei de căldură, prin circulația directă a agentu lui frigorific în țevile acestuia. În acest caz
pompa de căldură poate fi dotată, și cu un al doile a vaporizator, pentru extragerea căldurii dintr-o
altă sursă de tipul apă freatică, apă de suprafață, sol, asigurându-se în acest fel o durată de
funcționare mai mare decât cea rezultată în cazul u tilizării energiei solare ca unică sursă.
Un rol deosebit de important în cadrul unui sistem cu pompă de căldură si sursă solară se
poate atribui părții de acumulare a căldurii atât d in punctul de vedere al volumului calculat, cât și
al temperaturii la care se face acumularea. Stocare a căldurii solare colectate în sezonul cald sau
chiar iarna în zilele însorite, poate reprezenta o soluție alternativă față de apelul la o sursă
electrică sau consumatoare de combustibili fosili, în măsura în care o astfel de soluție poate fi
economic acceptabilă.

POMPE DE CĂLDURĂ UTILIZÂND SOLUL CA SURSĂ DE CĂLDUR Ă

O pompă de căldură utilizând solul ca sursă de căld ură preia căldura prin intermediul unei
serpentine, îngropată la adâncimi care pot varia în tre 0,5 și 1.5 m. Lungimea serpentinei
îngropate depășește câteva sute de metri, suprafața ocupată de serpentină puțind atinge, de
asemenea, valori de ordinul a câtorva sute de metri pătrați. În mod obișnuit, raportul dintre
suprafața ocupată de serpentină și suprafața utilă a clădirii încălzite este de 2 : 1.
Preluarea căldurii din sol se poate face în sistem direct, când serpentina îngropată joacă
rolul vaporizatorului, fiind parcursă de agentul fr igorific, sau în sistem indirect, prin utilizarea
unui circuit de apă glicolată care transmite căldur a extrasă din sol agentului de lucru, la nivelul
vaporizatorului pompei de căldură. La nivelul conde nsatorului, căldura extrasă din sol este
transmisă într-un circuit de încălzire și / sau pre parare a apei calde de consum.
Din studiile detaliate efectuate asupra solului ca sursă potențială de căldură pentru
pompele de căldură introduse în sistemele locale de încălzire, au rezultat următoarele concluzii de
ordin general:
– fluxul termic specific pentru o serpentină îngrop ată în sol, având rolul de vaporizator al
pompei de căldură, se înscrie în mod obișnuit la do meniul 10-50 W/m, cel mai frecvent
înregistrându-se valori de ordinul 20-25 W/m;
– dacă adâncimea de îngropare a serpentinei nu treb uie să depășească în mod normal 1,5
m (maximum 2 m), totuși în cazul unor adâncimi mai mici de îngropare, pentru fiecare grad de
scădere a temperaturii serpentinei, efectul util pr odus de pompa de căldură se reduce cu 5%.
– o mai bună regenerare a solului utilizat în timpu l iernii ca sursa de căldură se poate
obține, dacă în sezonul cald (vara) pompa de căldur ă va lucra ca mașină frigorifică, prin
inversarea ciclului agentului de lucru.
În soluțiile realizate în prezent, foarte frecvent solul este o a doua sursă de căldură astfel
încât se pot obține scheme în care un colector sola r este utilizat pentru a suplimenta căldura
preluată din sol la vaporizatorul pompei de căldură în scopul încălzirii unei clădiri. La o astfel de
schemă este prevăzut și un rezervor acumulator pent ru stocarea căldurii excedentare in perioadele

cu radiație solară intensă, în care consumul de căl dură scade sub posibilitățile de livrare ale
pompei de căldură.
Căldura prelevată din sol în timpul iernii se compu ne, în principal, din căldura acumulată
în sezonul cald și din cea datorată radiației solar e directe în timpul iernii, aerului, ploii etc. Sol ul
poate îndeplini, deci. pe de o parte, funcția de ac umulator de căldură, iar pe de altă parte, pe aceea
de colector de energie solară. În funcție de propri etățile termice ale solului, puternic influențate
de conținutul de umiditate, poate predomina una sau cealaltă din aceste funcții. Există, deci
posibilitatea utilizării solului ca acumulator de c ăldură provenită de la soare, în perioadele cu
radiație intensă și extragerea acesteia din sol cu ajutorul pompei de căldură atunci când
consumatorul o solicită.
Determinări experimentale au pus în evidență faptul că temperatura minimă a solului care,
de altfel, este întotdeauna mai ridicată decât cea a aerului, se înregistrează, de regulă, cu circa
două luni mai târziu decât temperatura minimă a aer ului exterior, adică atunci când deja sarcina
de încălzire se reduce simțitor în raport cu sarcin a maximă de încălzire corespunzătoare celei mai
scăzute temperaturi exterioare.

Schimbator de căldură în pământ sol – aer / PUȚ CAN ADIAN

Aceste schimbatoare de caldura sol – aer denumite s i put canadian sunt de fapt canale din
tubulatura pozata de regula in jurul casei si ingro pata la o adancime intre 1,5 – 3 m. Aerul
exterior este aspirat prin acest canal unde se inca lzeste sau raceste, dupa caz. Tubulatura trebuie
sa fie subtire in perete ca sa aiba un transfer ter mic bun insa in acelas timp stabila incat sa nu
cedeze sub sarcini (ex. producatori: Aldes, Rehau). Tubulatura are proprietati antibacteriene.
Canalul schimbator de caldura in pamant trebuie sa fie absolut etans catre apa din sol (ex. apa
freatica, apa de ploie). In acest canal se poate cr ea condens, din aceasta cauza canalul trebuie sa
aiba o usoara cadere in directia “flux aer” si o po sibilitate de scurgere permanenta a condensului
in punctul cel mai jos fara ca apa sa se poata infi ltra in sistem pe cale inversa.
Canalul schimbator de caldura in sol trebuie sa fie inspectabil si curatabil (inspectie
vizuala, video, robot, etc). Astfel de constructii sunt utilizate de mult timp insa au cateva
neajunsuri. Instalatia trebuie sa fie instalata cor ect si sa fie durabila in timp. Pamantul in jurul
constructiilor se mai lasa, sunt multe situatii in care condensul nu poate fi evacuat sigur si in
totalitate din canal. In mai multe situatii canalul de aer s-a surpat, a creat in anumite puncte bucle
fara cadere corespunzatoare din cauza asezarii solu lui sau s-a infiltrat apa in el. In aceste cazuri
nu ramane decat sa fie anulat. Producatorii enumera ti au solutii care functioneaza si sunt robuste
daca e si instalat corespunzator.
Functionarea corespunzatoare unui canal schimbator de caldura in pamant uscat este
dovedita insa sunt obiectii legate de igiena acestu ia. Mai ales in perioada de vara cand se doreste
racirea aerului exterior se creaza un climat cald – umed in interiorul tubului care faciliteaza
aparitia germenilor – bacteriilor.

Cele de mai sus tratează folosirea pompelor de căld ură pentru obținerea din mediul
înconjurător a energiei termice la temperaturi joas e necesară pentru scopuri de încălzire sau
preparare a apei calde. Referirile au fost făcute, în general, cu privire la aplicațiile de
dimensiuni energetice relativ reduse – această limi tare corespunzând domeniului vizat în
lucrarea de față. Trebuie însă menționat faptul că pompele de căldură, funcționând în condițiile
arătate mai sus, pot fi integrate unor sisteme mari de încălzire și /sau preparare a apei calde, de
tipul rețelelor de termoficare urbane, în acest caz ele funcționând în cooperare cu centrale
termice sau termoelectrice de tip "clasic".

EXEMPLE DE UTILIZARE A POMPELOR DE CĂLDURĂ

Pompe de căldură aer – aer

Pompele de căldură aer-aer sunt instalații de pute ri mici și mijlocii, fiind folosite pentru
încălzirea încăperilor de locuit, birourilor, casel or individuale, sălilor de spectacole, magazinelor
etc. Aceste instalații au drept surse de căldură ae rul exterior, aerul recirculat prin ventilația
încăperilor, sau aerul evacuat din spațiile încălzi te. Acest sistem de pompă de căldură, având
puteri mici și mijlocii, asigură numai încălzirea d e bază, cea de vârf fiind obținută prin existența
unui sistem suplimentar de încălzire, electric sau clasic. Căldura este livrată sub formă de aer
cald, cu ajutorul unui sistem de ventilatoare.
Pompele de căldură aer-aer își găsesc o largă într ebuințare în cadrul sistemelor de
ventilare și condiționare ale aerului. În aceste in stalații, însă, în funcție de sezon, aerul ventilat
trebuie încălzit sau răcit. Acest lucru poate fi re alizat cu o aceeași instalație de pompă de căldură
care, în funcție de necesități, poate funcționa în regim de încălzire sau în regim de răcire. O astfel
de pompă de căldură la care, prin comutarea corespu nzătoare a circuitelor agentului de lucru,
vaporizatorul și condensatorul își inversează rolur ile, poartă denumirea de pompă de căldură
reversibilă.
O aplicație interesantă a pompei de căldură aer-aer este reprezentată de instalația pentru
eliminarea ceții de pe aeroporturi. Instalația prop riu-zisă de pompă de căldură este o instalație
clasică cu comprimare de vapori. Vaporizatorul și c ondensatorul sînt montate în interiorul unui
tub cilindric. Datorită unui ventilator axial, aeru l umed suprasaturat cu vapori de apă este aspirat
în interiorul tubului, unde trece mai întâii peste suprafața rece a vaporizatorului. Prin contactul cu
această suprafață rece are loc un proces de răcire uscată prin care se depune umiditatea în
suspensie și, în același timp, se micșorează conțin utul de umiditate. Apa rezultată se colectează
într-un recipient situat sub vaporizator. În contin uare aerul umed trece prin condensator, unde
suferă un proces de încălzire uscată prin care se s cade umiditatea relativă. Prin amestec cu aerul
înconjurător, acest aer cald absoarbe o parte din u miditatea în suspensie (până la saturație).
Cu ajutorul acestei instalații este posibilă elimin area locală, rapidă, a ceții.

Pompe de căldură aer-apă și apă-aer

Pompele de căldură aer-apă sînt agregate de puteri mici și medii, care extrag căldura din
aerul exterior sau din aerul evacuat din încăperi, cedând-o unui circuit de încălzire cu apă de
joasă temperatură. Ca și în cazul pompelor de căldu ră aer-aer, acestea reclamă existența unui
sistem de încălzire clasic sau electric pentru peri oadele de vârf, când pompa de căldură nu poate
acoperi necesarul pentru încălzire.
Pompele de căldură apă-aer sunt, de asemenea, agreg ate de putere medie, utilizate mai
ales pentru încălzirea birourilor, sălilor de spect acole etc. Acestea preiau căldura dintr-o sursă de
apă caldă de joasă temperatură sau din rezervoare d e acumulare și o distribuie în încăperi sub
formă de aer cald.
Pompele de căldură aer-apă si apă-aer sînt utilizat e și pentru recuperarea resurselor
energetice secundare. Sursele de căldură pot fi gaz ele sau lichidele calde evacuate din diferite
procese tehnologice, iar mediile încălzite pot fi a erul necesar ventilării și încălzirii încăperilor,
aerul necesar proceselor de uscare, sau apa necesar ă unor procese tehnologice sau pentru scopuri
menajere.
Pentru locuințele individuale, pompa de căldură aer -apă poate asigura cu succes încălzirea
în perioadele în care temperatura mediului exterior nu coboară sub 3-4°C, în perioadele mai reci

fiind necesară utilizarea în continuare a unei solu ții clasice de încălzire. Acest sistem este experi-
mentat de mai mulți ani în numeroase țări ale lumii . S-a constatat că aceste instalații obțin
coeficienți de pompare ai căldurii superiori celor ai pompelor de căldură aer-aer și permit
obținerea unei economii de 35—50% față de încălzire a electrică directă.

Pompe de căldură apă-apă

Pompele de căldură apă-apă extrag căldura din apă ( râuri, lacuri, apa mării, pânze freatice
etc.) și livrează căldura sub formă de apă caldă. G ama acestor pompe de căldură este foarte largă,
fiind cuprinsă între instalații destinate încălziri i locuințelor individuale și instalații foarte mari
destinate sectorului industrial sau încălzirii ansa mblurilor de locuințe (termoficare urbană).
Una dintre primele utilizări ale pompei de căldură apă-apă ca instalație de încălzire a fost
realizată în Elveția de către firma Escher-Wyss, pe ntru încălzirea localului Primăriei din Zurich.
Instalația utilizează ca agent termic amoniacul și este realizată după o schemă simplă, cu
comprimare într-o singură treaptă. Sursa de căldură utilizată este apa râului Limmat, a cărei
temperatură iarna este în jur de 4°C. Căldura prelu ată în vaporizator este cedată în condensatorul
apei din circuitul corpurilor de încălzire la un ni vel de temperatură de circa 50°C. Pentru
temperatura aerului exterior de – 20°C și temperatu ra în încăperi de +18°C, sarcina orară maximă
este de 175 kW. Cu ajutorul instalației de pompă te rmică se acoperă numai sarcina de bază de
circa 80 kW care corespunde încălzirii încăperilor folosite în mod continuu: birouri și încăperi de
ședință. Consumul care depășește sarcina de bază es te acoperit de un încălzitor electric cu puterea
de 65 kW. Instalația este prevăzută să funcționeze cu pompa termică circa 1500 h/an. În timpul
verii, instalația poate fi utilizată pentru răcirea aerului din circuitul de ventilație al sălilor de
ședințe.
În anul 1970 s-a construit în orașul Wettingen (Elv eția) un mare centru de sport și
agrement „Tagerhard". Acest centru cuprinde, în pri ncipal, două, patinoare descoperite, două
piscine descoperite, o piscină acoperită, o sală po livalentă, un restaurant și o clădire cuprinzând
birourile și locuințele personalului administrativ. Pentru asigurarea necesarului de căldură al
complexului se utilizează o instalație de pompă de căldură, înlocuindu-se în felul acesta sistemul
clasic de încălzire cu păcură.
O sursă importantă, o constituie căldura degajată, într-o importantă perioadă a anului, de
instalația frigorifică care deservește patinoarul. Această sursă de căldură, totuși, nu este
disponibilă primăvara si vara, iar iarna nu poate a sigura singură necesarul de căldură. Din acest
motiv, este necesar să se utilizeze si o altă sursă de căldură: apa freatică.
Priza de apă freatică a orașului, care se găsește i n apropierea sa. dispune de rezerve
importante. Conducta de apă traversează complexul s portiv si, astfel, este posibil sa se utilizeze
ea sursă de căldură. Apa răcită este condusă la u n puț. de reinfiltrație.
În perioada când instalația frigorifică nu este uti lizată pentru patinoare, ea poate, prin
adăugarea unui vaporizator suplimentar alimentat cu apă freatică, să furnizeze căldură pentru
încălzire si climatizare.
Două instalații de pompă de căldură acoperă în jur de 65% din puterea termică de vârf
necesară, restul de circa 35 % fiind acoperit prin folosirea unui cazan care utilizează gaze
lichefiate. Acest cazan servește si ca rezervă în c azul în care se defectează pompa de căldură.
Prima instalație de pompă de căldură o formează maș ina frigorifică care deservește
patinoarul, în perioadele cinci acesta nu funcțione ază vaporizatorul este conectat în circuitul de
apă freatică. Condensatorul celor trei compresoare de amoniac (NH 3) furnizează apă caldă pentru
încălzirea apei din bazine, pentru încălzirea pardo selii piscinei acoperite și pentru încălzirea

radiatoarelor. Instalația este prevăzută si cu un r ezervor de 20 m 3 la care este racordată instalația
de climatizare.
A doua instalație de pompă de căldură cuprinde un t urbocompresor, vaporizatorul
alimentat cu apă, freatică si două condensatoare ca re funcționează în serie. Unul clin acestea este
înseriat cu condensatorul mașinii frigorifice, iar celălalt este conectat în circuitul boilerelor care
prepară apă caldă în scopuri sanitare. Apa pentru s copuri sanitare este încălzită până Ia 45 9C și
apoi este introdusă în trei rezervoare cu capacitat ea de 31 m 3 fiecare. Pentru asigurarea bucătăriei
restaurantului cu apă fierbinte la 70°C, unul din a ceste rezervoare dispune de un sistem de
încălzire electric, capabil să ridice temperatura a pei din partea superioară (circa 9 m 3).
Pentru acoperirea vârfului de putere termică, când temperatura exterioară este foarte
scăzută, intră in funcțiune cazanul cu gaze care as igură o ridicare a temperaturii apei din circuitul
de încălzire de la 45 0C la 74 0C.
Vara, patinoarele se transformă in terenuri de teni s, puțind in același timp să servească
drept sursă de căldură pentru pompa de căldură cu a moniac, în cazul organizării unor mari
manifestări, sala polivalentă trebuie răcită. Căldu ra extrasă în această situație este utilizată, prin
intermediul celeilalte pompe de căldură, pentru înc ălzirea apei din piscine. Toamna, căldura
furnizată de mașina frigorifică a patinoarului nu e ste utilizată pentru încălzirea clădirilor, si ca
urmare, este disponibilă pentru încălzirea apei din piscinele descoperite. Perioada de utilizare a
instalației este, în acest fel, prelungită aproape tot timpul anului.
Având peste 30 ani de exploatare (dată în folosință în 1971), această instalație a corespuns
pe deplin așteptărilor. Costul mai ridicat al inves tiției a fost deja amortizat în primii 8 ani de
exploatare prin economia de păcură realizată.
În localități, o sursă de căldură foarte la îndemân ă este apa caldă deversată în rețeaua de
canalizare. Firma Sydberaft (Suedia) a construit în comuna Skurup (40 km est de Malmo) o
centrală de termoficare cu pompe de căldură care ut ilizează apele calde uzate. Centrala este desti-
nată să încălzească un ansamblu de 130 apartamente. Instalația este dimensionată să asigure
necesarul de căldură până la o temperatură exterioa ră de – 3°C, ceea ce reprezintă circa 85% din
sarcina termică anuală. În cazul unor temperaturi exterioare mai scăzute, este conectat automat
un cazan clasic cu combustibilul lichid. Apa uzată provine din zona centrală a localității, fiind
colectată de la circa 1000 apartamente la o stație centrală de pompare. Debitul minim este de 900
1/min, iar temperatura minimă + 8°C. Instalația est e calculată, luând în considerare o suprafață de
încălzire de 10500 m 2, pentru care necesarul de căldură este 560 kW la o temperatură exterioară
de -16°C si 300 kW, la o temperatură exterioară de 0 0C. Temperatura apei din circuitul de
încălzire este de 45 0C pe tur și 35 0C pe retur. Apa caldă preparată pentru scopuri mena jere are
temperatura de circa 45°C. iar necesarul de căldură s-a estimat la 100 kW. Puterea necesară
acționării compresoarelor este 110 kW, iar puterea termică a condensatorului este de 320 kW.

Pompe de căldură utilizate în industrie.

Pompa de căldură a început să fie utilizată pe scar ă, industrială în procesele de uscare,
înlocuind procedeele tradiționale.
În cazul uscării lemnului, procedeele convenționale constau în uscarea naturală prin
depozitare în aer liber sau uscare cu aer încălzit în baterii cu abur, cu gaze de ardere sau electric.
În cazul utilizării pompei de căldură, cheresteaua se așează în stive într-o cameră etanșă.
Stivele sînt așezate în așa fel, încât să permită c irculația aerului printre scânduri. Aerul este
vehiculat prin cameră de către un ventilator. Aerul umed și cald este trecut prin vaporizatorul
pompei de căldură unde umiditatea este condensată ș i colectată. Trecând apoi prin condensator,
aerul este încălzit și reintrodus în interiorul cam erei. Dacă încălzirea nu este suficientă, se

utilizează o baterie de rezistențe electrice. Mater ia primă poate avea umiditatea relativă de 40—
200% și prin acest procedeu se ajunge la un conținu t final de umiditate de 6-14%.
Este interesantă comparația între rezultatele obțin ute utilizând procedeul clasic de uscare
cu aer cald și cele obținute utilizînd pompa de căl dură. Datele se referă la uscarea a 15 m 3
cherestea fasonată de stejar, reducându-se umiditat ea de la 50% la 10%. Utilizarea unei instalații
cu pompe de căldură a permis reducerea costurilor d e producție cu circa 30%, ceea ca face ca
investiția să se amortizeze rapid.

Pompe de căldură utilizate în agricultură și zooteh nie.

În domeniul agrozootehnic, utilizarea pompelor de c ăldură își găsește din ce în ce mai
mult aplicabilitatea, numeroase soluții fiind în cu rs de generalizare.
Una dintre utilizările pompei de căldură în acest d omeniu o constituie uscarea cerealelor.
Într-o astfel de instalație, utilizată pentru uscar ea porumbului, cerealele sînt dispuse într-un
uscător, parcurs de un curent de aer cald (50—60°C) și uscat care circulă de jos în sus. Acesta,
preluând umiditatea în contact cu cerealele, se răc ește. Trecând prin vaporizatorul pompei ele
căldură, aerul este răcit în continuare, apa conden sată fiind evacuată. Aerul uscat obținut astfel
este apoi încălzit, circulând prin condensatorul po mpei de căldură și ciclul se reia. O astfel de
instalație cu o putere de 50 kW are o capacitate de uscare de 1,5 t cereale pe oră.
O altă utilizare a pompei de căldură în agricultură o constituie încălzirea aerului și solului
din sere. Într-o astfel de instalație, pompa de căl dură utilizează călduța extrasă din aerul recircula t
din seră sau din aerul exterior (prin intermediul u nui recuperator de căldura de tip aer-apă) și
asigură încălzirea aerului din seră și a solului pr intr-o rețea de conducte îngropate. Spre exemplu,
într-o instalație, realizată pentru o seră cu supra fața totală de 2125 m 2 și volumul de circa 6600
m3, trebuind să asigure o temperatură interioară de 18 … 20 0C, necesarul de căldură maxim este
de circa 350 kW. Pentru o temperatură a apei tur-re tur de 50°C/45°C, puterea termică la
condensatorul pompei de căldură este de 146 kW, iar puterea necesară acționării compresorului
este de 48 kW.
În sectorul zootehnic, încălzirea crescătoriilor de animale se poate face cu pompe de
căldură aer-apă. Acestea utilizează ca surse de căl dură aerul viciat extras din încăperile
grajdurilor si realizează încălzirea prin radiație de pardoseală. Astfel de pompe de căldură au o
eficiență mare, asigurând o importantă economie de combustibil.
O problemă, importantă la crescătoriile de animale o constituie și colectarea dejecțiilor, în
vederea obținerii masei organice, utilizată ca îngr ășământ în agricultură. Dejecțiile sînt colectate,
de obicei, într-un bazin unde are loc o fermentație aerobă care se produce cu degajare de căldură.
Această căldură poate fi folosită ca sursă primară într-un sistem eu pompă de căldură apă-apă și
poate asigura încălzirea crescătoriei sau preparare a apei calde menajere. O astfel de instalație,
echipată cu o pompă de căldură de 14 kW, poate asig ura încălzirea unei crescătorii de animale de
224 m 2. Ea poate fi asociată și cu o instalație de produc ere a biogazului, aplicație tot mai
răspândită în sectorul zootehnic.
Interesantă este, în acest caz, o comparație între soluția de încălzire clasică cu apă caldă,
preparată într-un cazan cu cărbune și soluția cu pompă de căldură.
În primul caz, necesarul anual de căldură se ridica la circa 83.000 kWh și este acoperit prin
arderea a circa 10 tone cărbune în cazan. În al doi lea caz, încălzirea de vârf reprezintă numai 20%
și necesita arderea a numai 2 t cărbune (16600 kWh) ; energia necesară acționării pompei de
căldură reprezintă 19,3% (16100 kWh), iar restul de 60,7% (50500 kWh) este căldura obținută în
bazinul de fermentare.

La marile crescătorii de bovine, se colectează ziln ic mari cantități de lapte cu ajutorul
mulgătoarelor electrice. Laptele muls, având temper atura, de 30-35°C, este colectat într-o
cisternă. O posibilitate foarte simplă de a obține economii de energie o constituie utilizarea
căldurii laptelui muls pentru prepararea apei calde necesare spălării recipienților, cu ajutorul unei
pompe de căldură apă-apă.
Există deja o gamă largă de astfel de instalații cu capacități ale rezervorului de lapte
cuprinse între 500 și 2500 l, care pot recupera din laptele cald cantități de căldură cuprinse între
7500 și 35000 kJ/l.

întocmit
ing. Adrian CĂLĂUZ