Pompele de căldură sunt dispozitive termice care transferă căldură dintr-un mediu mai rece către unul mai cald, folosind principiul termodinamicii. Acestea sunt utilizate în principal pentru a încălzi spații sau a furniza apă caldă într-o locuință sau într-o clădire comercială.
Funcționarea unei pompe de căldură se bazează pe ciclul termodinamic al unui agent termic, care poate fi un fluid refrigerant sau o substanță termică cu proprietăți termice specifice. Ciclul începe cu preluarea căldurii dintr-un mediu exterior mai rece, cum ar fi aerul, apa sau solul, și transferă această căldură într-un mediu interior mai cald, cum ar fi aerul din interiorul clădirii.
O pompă de căldură aer-apă (Air-to-Water Heat Pump) este un tip de pompă de căldură care utilizează aerul ambiental drept sursă de căldură și transferă căldura către un sistem de încălzire centrală sau către un sistem de apă caldă menajeră.
Funcționarea unei pompe de căldură aer-apă implică următorii pași:
Pompele de căldură aer-apă pot fi utilizate pentru încălzirea în pardoseală, încălzirea radiatoarelor sau a sistemelor de încălzire prin ventilație (Ventiloconvectoare). De asemenea, pot fi folosite pentru a furniza apă caldă menajeră în locuințe. Acestea sunt apreciate pentru eficiența energetică și pentru faptul că utilizează o sursă de căldură regenerabilă și disponibilă în mod gratuit – aerul ambiental.
Este important de menționat că instalarea și dimensionarea corectă a unei pompe de căldură aer-apă trebuie să fie realizată de către specialiști pentru a obține performanța optimă și a asigura eficiența sistemului de încălzire sau de apă caldă.
Pompele de căldură aer apa pot fi split sau monobloc.
Unitatea exterioară:
Unitatea exterioară este amplasată în exteriorul clădirii și conține compresorul, ventilatorul și schimbătorul de căldură. Aceasta extrage căldura din aerul ambiental și o transferă către fluidul refrigerant prin intermediul evaporatorului. Fluidul refrigerant se comprimă, crescând presiunea și temperatura, și apoi este dirijat către unitatea interioară prin intermediul unui sistem de conducte sau țevi.
Unitatea interioară:
Unitatea interioară este amplasată în interiorul clădirii și conține un alt schimbător de căldură (condensator) și un sistem de distribuție a căldurii. Aici, căldura transferată de fluidul refrigerant este utilizată pentru a încălzi apa din sistemul de încălzire centrală sau pentru a furniza apă caldă menajeră. Unitatea interioară poate fi conectată la radiatoare, pardoseală încălzită sau un rezervor de apă caldă, în funcție de necesități.
Unitatea monobloc:
Unitatea monobloc este amplasată în exteriorul clădirii și conține toate componentele necesare pentru funcționarea pompei de căldură. Acesta include un compresor, un evaporator și un condensator. Aerul ambiental este absorbit prin intermediul unui ventilator și trece peste schimbătorul de căldură (evaporatorul). Acolo, căldura este preluată de către fluidul refrigerant și acesta se evaporă. Vaporii de fluid refrigerant sunt apoi comprimați de compresor, crescând presiunea și temperatura acestora. Vaporii sub presiune mare trec apoi prin condensator, transferând căldura către apa din sistemul de încălzire centrală sau pentru apă caldă menajeră. După transferul de căldură, vaporii se condensează și fluidul refrigerant revine la starea lichidă, fiind gata pentru a începe un nou ciclu.
Pompele de căldură aer-apă monobloc sunt apreciate pentru ușurința de instalare, deoarece necesită doar conectarea la rețeaua electrică și la sistemul de apă al clădirii. De asemenea, ocupă mai puțin spațiu în interiorul clădirii, deoarece toate componentele sunt integrate într-o singură unitate amplasată în exterior.
O pompă de căldură aer-aer este un sistem de încălzire și răcire care utilizează energia termică prezentă în aerul ambient pentru a încălzi sau răci o locuință sau o clădire. Acest tip de pompă de căldură funcționează pe principiul transferului de căldură de la un mediu cu temperatură scăzută (aerul exterior) către un mediu cu temperatură ridicată (aerul interior).
Absorbția căldurii din aerul exterior: Unitatea exterioară a pompei de căldură conține un evaporator care este expus la aerul ambient. Acest evaporator absoarbe căldura din aerul exterior prin intermediul unui agent frigorific care circulă într-un circuit închis.
Compresia agentului frigorific: Când agentul frigorific preia căldura din aerul exterior, se transformă în stare gazoasă și este aspirat de un compresor situat în unitatea exterioară. Comprimarea agentului frigorific îl face să devină foarte cald.
Transferul de căldură în interior: Agentul frigorific sub formă de gaz cald este condus în unitatea interioară a pompei de căldură, unde trece printr-un schimbător de căldură. Aici, căldura este transferată către aerul din interiorul clădirii sau locuinței.
Disiparea căldurii în interior: Aerul din interiorul clădirii sau locuinței este încălzit prin intermediul schimbătorului de căldură și este distribuit în încăperi prin intermediul unui sistem de ventilație sau al unei rețele de conducte.
Circulația agentului frigorific: După ce a cedat căldura în interior, agentul frigorific revine în unitatea exterioară, unde trece printr-un dispozitiv de expansiune care îi reduce presiunea și temperatura. Acesta devine din nou un lichid și este gata să absoarbă căldura din aerul exterior, reluând ciclul.
Pompele de căldură aer-aer oferă o eficiență energetică ridicată, deoarece energia termică preluată din aerul ambient este gratuită și disponibilă în mod constant. Acestea pot fi utilizate atât pentru încălzirea locuințelor în sezonul rece, cât și pentru răcirea lor în sezonul cald, fiind o soluție versatilă pentru climatizare.
O pompă de căldură sol-apă este un sistem de încălzire și răcire care utilizează energia termică din sol pentru a încălzi sau răci o clădire sau o locuință. Acest tip de pompă de căldură funcționează pe baza transferului de căldură între sol și apa din sistem.
Colectarea căldurii din sol: Pentru a prelua căldura din sol, se utilizează o sondă geotermala sau un ansamblu de conducte înfășurate (denumit colector geotermal) care este îngropat în sol. Acesta poate fi amplasat fie într-un puț geotermal, fie într-un câmp de captare geotermal, în funcție de specificațiile locației.
Transferul de căldură prin agent termic: Un agent termic, de obicei o soluție antigel sau apă amestecată cu antigel, circulă prin conductele colectorului geotermal, absorbând căldura din sol prin intermediul schimbului termic cu acesta.
Compresia agentului termic: Agentul termic preluat din sol este apoi direcționat către o pompă de căldură, care conține un compresor. Aici, agentul termic este comprimat, ceea ce crește presiunea și temperatura acestuia.
Transferul de căldură în sistemul de încălzire/răcire: Agentul termic sub formă de vapori calzi este condus printr-un schimbător de căldură, unde transferă căldura către apa din sistemul de încălzire sau răcire. Acesta poate fi un sistem de radiatoare, șapă radiantă sau un sistem de încălzire prin pardoseală, în funcție de necesități.
Circulația agentului termic: După ce a cedat căldura în sistemul de încălzire/răcire, agentul termic răcit revine în colectorul geotermal și ciclul se repetă. Acesta preia din nou căldura din sol și o transferă în clădire.
Pompele de căldură sol-apă sunt considerate sisteme eficiente din punct de vedere energetic, deoarece solul oferă o sursă de energie termică constantă și relativ constantă pe tot parcursul anului. Acestea pot fi utilizate atât pentru încălzirea clădirilor în sezonul rece, cât și pentru răcirea lor în sezonul cald, oferind un confort termic optim.
©2022-2023. Independent Energetic. Toate drepturile rezervate!
