Cum se utilizează pompele de căldură?

Pompele de căldură folosesc transferul termic cu ajutorul agentului frigorific care va trece în diferite procese de stare (vaporizare sau condensare), prin intermediul unui compresor considerat inima instalației.

POMPELE DE CĂLDURĂ SUNT FOLOSITE EXCLUSIV LA ÎNCĂLZIRE?

Denumirea de “pompă de căldură” nu reprezintă cea mai bună alegere în denumirea acestui echipament.

Mecanismul de funcționare și tehnologia circuitului frigorific reversibil al pompelor de căldură reprezintă un ansamblu complet cu posibilitatea de comutare de pe încălzire pe răcire, cât și posibilitatea de obținere a apei calde menajere.

CONTROLUL ȘI INTEGRAREA:

Pompele de căldură sunt echipate cu o automatizare care permite gestionarea întregului sistem pentru a coordona toate sursele de încălzire disponibile (pompa de căldură, sistemul solar, centrala termică, etc.) pentru a satisface în cel mai avantajos mod confortul dorit al spațiului folosind energie produsă în cel mai eficient mod.

PERFORMANȚELE POMPELOR DE CĂLDURĂ

Coeficientul de performanță – Coefficient of Performance: (COP)

Reprezintă performanța energetică a pompei de căldură în regim de încălzire.

unde Pabs=energia consumată de compresor

exemplu: În cazul unui COP de 4, pentru 1 kW consumat de compresor, pompa de căldură furnizează 4 kW în instalația de încălzire.

Pentru COP-ul instalației trebuie ținut cont și de consumul echipamentelor auxiliare: ex pompa de circulație, booster electric, încălzitor ACM, etc.

PERFORMANȚELE POMPELOR DE CĂLDURĂ

Coeficientul de eficiență frigorifică – Energy Efficiency Ratio (EER)

Reprezintă performanță pompei de căldură în regim de răcire.

unde Pabs=energia consumată de compresor

Pentru EER-ul instalației trebuie ținut cont de asemenea de consumul echipamentelor auxiliare.

CUM DIMENSIONĂM POMPELE DE CĂLDURĂ

Sunt mai mulți factori care au un rol foarte important la dimensionarea pompelor de căldură și consumul lor:

• tipul sistemului de încălzire care poate fi prin pardoseală, ventiloconvectoare sau radiatoare clasice.
• izolatia exterioară a clădirii pe care vrem să o încălzim, izolația tavanului, numarul de geamuri și orientarea lor geografică etc.

Exemplu: La o casă cu izolația termică foarte bună și cu încălzire prin pardoseală putem lua în calcul 40W/m², iar la casele fără izolație și cu încălzire prin calorifere ajungem la 120W/m². Astfel, o suprafață utilă de 150m² o putem încălzi cu o pompa de 6kW sau cu o pompă de 18kW. Un calcul corect de proiectare profesională pentru dimensionarea pompelor de căldură se face în funcție de volumul încăperilor.

Stabilirea estimativă a necesarului de căldură luând în considerare volumul util: Suprafața încălzită (mp) se va înmulți cu o înălțime medie de 2,5 m, iar rezultatul se înmulțește cu un coeficient de căldură specific (W/m3):

• Casă având consum redus de energie: 16 W/m3
• Construcție nouă cu termoizolație bună: 20 W/m3
• Casă cu termoizolație normală: 30 W/m3
• Clădiri mai vechi fără termoizolație deosebită: 50 W/m3

Stabilirea estimativă a necesarului de căldură luând în considerare suprafața încălzită. Suprafața încălzită (mp) se va înmulți cu urmatorul coeficient de căldură specific (W/mp):

• Casă având consum redus de energie: 40 W/m2
• Construcție nouă cu termoizolație bună: 50 W/m2
• Casă cu termoizolație normală: 80 W/m2
• Clădiri mai vechi făra termoizolație deosebită: 120 W/m2

La o perioadă maximă de întrerupere din funcționare a pompei de căldură de cateva ore pe zi, puterea pompei de căldură, ar trebui marită cu 18 % pe zi.

DIMENSIONARE ACCESORII POMPE DE CĂLDURĂ – BOILER ACM

Calculul de dimensionare a boilerelor pentru prepararea apei calde menajere, are ca scop determinarea volumului acestora, cel puţin egal cu volumul zilnic necesar de apă caldă.

Pentru dimensionarea orientativă, din punct de vedere termic, a sistemului de preparare a apei calde menajere pentru locuinţe, în cazul utilizării surselor regenerabile de energie, se poate considera un consum normal de apă caldă de 50 l/pers/zi, la temperatura de 45°C.

Consumuri de apă caldă menajeră în locuinţe

Ținând cont de cele prezentate, volumul boilerului Vb, se va calcula cu relaţia:

               f x n x Czn x (Tacm-Tar)

              (Tb-Tar)

unde:

f = 1,5…2 în cazul utilizării pompelor de căldură;

n =numărul de persoane;

Czn = consumul zilnic normat pe persoană, luat în considerare;

tacm =temperatura apei calde menajere la punctul de consum;

tar = temperatura apei reci la intrarea în boiler;

tb = temperatura apei calde din boiler

Exemplu de calcul considerând :

• o locuinţă cu 4 persoane,
• un consum normal de apă caldă Czn=50l/pers/zi ,
• temperatura apei din boiler tb=60°C ;
• factorul de supraîncălzire f=1,5…2

În acest caz se va alege un boiler de 200…300 l, prevăzut cu o serpentină racordată la pompa de căldură şi o rezistenţă electrică pentru ridicarea zilnică a temperaturii până la 60°C.

Boilerele recomandate sunt cele din gama ECO UNIT F (200, 300 litri) cu serpentină extinsă sau ECO UNIT WP(300, 400, 500 litri, cu 2 serpentine)

Atenție: boilerele trebuie alese având suprafața serpentinei de mărimea celei recomandate de producătorul pompelor de căldură în tabelul de date tehnice.

SELECTARE BOILER ACM

Rezervorul de stocare(pufferul) pentru instalație este adesea considerat ca o componentă costisitoare și voluminoasa, dar necesară pentru a "proteja" pompa de căldură.

Atunci când pompa de căldură este conectată la instalație cu un conținut redus de apă (instalații radiante, ventiloconvectoare), oscilațiile de temperatură ale apei trimise catre terminalele hidraulice pot deveni foarte mari, cauzând situații inconfortabile în ambient.

Dimensionarea pufferului de acumulare pentru pompele de căldură:

Volumul necesar depinde de care dintre funcțiile enumerate mai jos sunt solicitate de către instalație.

Volumul minim necesar pentru a garanta (cu pompe de căldură avand 1 singur compresor) o bună stabilitate a temperaturii apei în instalație este de 5 litri pe kW putere nominală de încălzire.

Volumul de stocare poate fi mărit în funcție de considerentele proiectantului pentru a:

- crește stabilitatea temperaturii apei și, prin urmare, nivelul de confort ambiental;

- profita mai bine de energia termică disponibilă în perioade diferite de cele în care se solicită instalația;

- reduce vârfurile solicitării și prin urmare, pentru a instala o pompă de căldură cu capacitate mai mica;

- profita de energiile termice regenerabile (solare sau biomasă);

- profita de tarifele electrice reduse;

Pentru a nu crește prea mult timpul necesar pentru a obține condițiile necesare pentru instalație, se recomandă să nu se depășească volumul maxim de 25 litri pe kW de putere nominală de încălzire.

Dimensionarea vaselor de expansiune:

• Vasul de expansiune necesar circuitului de încălzire se poate dimensiona estimativ considerând un raport de 1:1.

exemplu: capacitate PDC 16 kW, rezultă un vas de expansiune de încălzire de aprox 19-20 litri.

• Vasul de expansiune necesar pentru circuitul de A.C.M. se poate considera estimativ de cca 4,5% din volumul boilerului.

• Dimensionarea vaselor de expansiune:

  • Vasul de expansiune necesar circuitului de încălzire se poate dimensiona estimativ considerând un raport de 1:1.

  exemplu: capacitate PDC 16 kW, rezultă un vas de expansiune de încălzire de aprox 19-20 litri.

  • Vasul de expansiune necesar pentru circuitul de A.C.M. se poate considera estimativ de cca 4,5% din volumul boilerului.

ØFiltru antimagnetita cu corp din alama si racorduri filetate, utilizabil in sisteme de incalzire rezidentiale

ØSita filtranta din otel inox, a carui actiune, pe langa retinerea murdariei, incetineste fluxul de apa permitand sedimentarea reziduurilor pe fundul separatorului

ØAerisitor automat in furnitura standard

ØMagnet cu putere mare, de 12.000 G, a carui geometrie si pozitie permit sa aiba un camp magnetic indus perfect pentru actiunea de interceptare a reziduurilor feroase

ØRobinet de scurgere in partea inferioara

ØProdus care poate fi deschis si inspectat prin deschiderea corpului inferior folosind o cheie adecvata

ØPoate fi folosit si cu glicol