Ce factori influenteaza consumul de energie al unei pompe de caldura? - Seminee Expert

Ce factori influenteaza consumul de energie al unei pompe de caldura?

Ce factori influenteaza consumul de energie al unei pompe de caldura?

Ce factori influenteaza consumul de energie al unei pompe de caldura?

Publicat de Mugur Mazilu04.09.2023

In primul rand, precizam ca ne vom referi la pompele de caldura aer-apa, cele mai raspandite si mai accesibile astfel de pompe.In al doilea rand, daca vrem sa examinam consumul de energie electrica al unei astfel de pompe, vom intelege imediat ca pentru orice pompa consumul energetic propriu depinde in mod direct de  densitatea energetica a aerului din exterior.

Exista apoi o corelatia directa  invers proportionala intre performanta unei pompe de caldura si consumul ei de energie electrica , dar nu voi face referire la acest subiect acum, ci voi vorbi despre un numar de factori care influenteaza functionarea oricarei pompe , indiferent de provenienta,calitate sau performante . Acestia sunt :

1.Izolarea casei -1.a-orientarea casei

                              1.b-numarul si dimensiunea ferestrelor

                              1.c-existenta sau nu a obloanelor exterioare

                              1.d-marimea sageacului- cu cat depaseste acoperisul conturul exterior al casei

2.natura consumatorilor principali– (excluzand producerea de apa calda menajera, care se presupune ca este o sarcina prezenta in fiecare casa)- adica incalzire in pardoseala sau calorifere

  1. Existenta unei a doua surse de energie termica complementara .

 

1.Izolarea casei

Prezenta oricarei surse de caldura are menirea de a compensa pierderile termice inregistrate in structura in care aceasta functioneaza.Cu alte cuvinte, pentru a avea un consum redus de energie al oricarei surse de caldura, esentiale nu sunt tipul sau performantele acesteia, ci alegerea de a investi in izolarea casei! 

In cazul pompei de caldura acest adevar este si mai puternic datorita faptului ca pompa poate sa si raceasca casa, deci izolarea casei este esentiala nu numai iarna, ci si vara. De fapt, proprietarii vor descoperi ca mai ales vara, intrucat orice pompa de caldura cheltuie mai multa energie pentru racirea casei decat pentru incalzirea acesteia. De aceea, o dimensionare corecta a pompei de caldura trebuie sa tina seama in primul rand de ce are de facut pompa- doar incalzire sau incalzire si racire?

Revenind la izolarea casei, nu pot sa subliniez indeajuns cat de importanta este aceasta . Beneficiile unei izolatii bune vor fi simtite in fiecare zi de vara sau de iarna, pentru ani la randul in doua moduri experimentate direct de catre locatari- in primul rand confortul, si apoi costuri pentru utilitati reduse.

Invers, o izolatie insuficienta poate otravi ani la rand existenta locatarilor, prin aceleasi doua moduri experimentate direct, dar in sens invers- lipsa confortului zilnic si costuri mari si incompresibile pentru utilitati.

 

Pe langa eficienta izolatiei  in sine, exista un numar de factori care, impreuna,  influenteaza direct necesarul termic al unei case si implicit functionarea economica sau neeconomica a unei pompe de caldura:

                              1.a-orientarea casei

                              1.b-numarul si dimensiunea ferestrelor

                              1.c-existenta sau nu a obloanelor exterioare

                              1.d-marimea sageacului- cu cat depaseste acoperisul conturul exterior al casei ,

si este evident ca toti acesti factori influenteaza modul in care putem folosi Soarele pentru a micsora necesarul termic al casei.

Pentru a evidentia succinct legatura indisolubila dintre acesti factori, cel mai simplu este de a descrie  cea mai favorabila situatie :- casa este bine izolata in pereti si sub acoperis si este orientata cu peretii care contin cele mai mari si mai multe geamuri spre SUD si cu peretii care au putine geamuri si mici( dormitoare, bai) spre NORD.

Iarna, Soarele se ridica mai putin deasupra orizontului si sta sub sageac. Astfel el lumineaza in plin geamurile mari si  prin ele transfera in peretii interiori ai casei si obiectele din casa (numite impreuna masa termica) caldura radianta pe care o produce.La randul lor, acesti pereti si obiectele din casa incalzesc casa prin radiatia termica secundara pe care o produc. Aceasta energie nu este deloc neglijabila si ea scade in mod direct cantitatea de energie necesara pentru a tine casa calda.Pompa de caldura va avea mai putin de lucru.

Vara Soarele se ridica mai sus fata de planul orizontului . Daca sageacul casei este bine calculat si suficient de mare, el tine umbra si impiedica Soarele sa lumineze direct ferestrele si peretii cladirii, mai ales daca aceasta are si etaj. Daca aceasta casa cu ferestre mari are  si obloane exterioare , acestea pot fi coborate pe durata in care Soarele loveste direct in ferestre, iar energia Soarelui este disipata prin obloane in exteriorul casei..Astfel, cantitatea de energie termica pe care Soarele o injecteaza in casa este semnificativ redusa si pompa de caldura are mult mai putin de lucru pentru a raci ambientul interior la temperaturi confortabile.

Evident, orice abatere de la situatia de mai sus este mai putin favorabila si creste necesarul termic, mai mult sau mai putin, in functie de cat de mari si de multe sunt abaterile de la situatia optima.

De exemplu, daca nu exista obloane sau jaluzele exterioare, vara pompa de caldura va trebui sa evacueze din casa nu numai caldura transmisa prin pereti si cea produsa de corpurile locatarilor, dar si energia termica cu care Soarele incalzeste prin ferestre peretii interiori si obiectele din casa.In cifre, lipsa jaluzelelor exterioare creste cu intre 20 si 50%( in functie de nebulozitatea zilei) cantitatea de caldura pe care pompa trebuie sa o contracareze producand apa racita!

 

2.natura consumatorilor principali

Pompele de caldura nu consuma combustibil pentru ca ele nu genereaza caldura, ci  transfera energia termica dintr-un mediu in altul cheltuind pentru aceasta lucru mecanic, adica consumand energie electrica .

Pentru o functionare economica a oricarei pompe de caldura aer-apa, esentiala este o diferenta cat mai mica intre temperatura exterioara si temperatura agentului termic produs.

Evident, nu putem controla temperatura exterioara.Ceea ce putem face insa este sa alegem sistemul de incalzire care are nevoie de apa calda la 35 grade Celsius, adica incalzirea in pardoseala.

Daca alegem ca pompa sa debiteze in calorifere, atunci temperatura agentului termic trebuie sa fie intre 45 si 55 grade Celsius, din motive legate de eficienta transferului termic intre calorifer si aerul din camera. Deoarece consumul de energie necesar creste exponential pe masura cresterii temperaturii de baza, pompa va consuma nu cu 36% mai multa energie, ci aproape dublu pentru a incalzi apa la 55 grade fata de 35 grade! Astfel, daca dorim sa avem o functionare economica a pompei,  devine evident ca a pune o pompa de caldura sa alimenteze calorifere nu e o decizie inspirata!

 

Existenta unei a doua surse de energie termica complementara .

Randamentul oricarei pompe de caldura depinde in mod direct de cantitatea de caldura existenta in masa aerului atmosferic intr-un anumit moment.

Cu cat aerul este mai cald,cu atat mai multa caldura poate fi extrasa din aceasta si transferata in casa.

Invers, cu cat aerul este mai rece, cu atat mai putina caldura este inmagazinata in el si pompa de caldura trebuie sa ‘munceasca’ mai mult pentru aceeasi cantitate de energie termica pe care trebuie sa o transfere in casa.

Pentru fiecare pompa de caldura exista un punct, un nivel de energie termica al aerului exterior dincolo de care functionarea acesteia este in continuare posibila, dar devine neeconomica.

Cu alte cuvinte, pompa va putea in continuare sa va incalzeasca casa, dar COP-ul ei (coeficientul de performanta, care exprima cati kw de energie termica poate produce consumand 1 kw de energie electrica) risca sa devina subunitar.Adica obtinem mai putin de 1 kw termic desi am cheltuit 1 kw electric.

In acest moment ideal ar fi sa dispunem de o alta sursa de caldura capabila sa genereze energie termica, astfel incat sa putem pastra operarea pompei numai in conditii de eficienta energetica.

In practica momentul trecerii la o sursa alternative de caldura este stabilit in automatizarea pompei putin mai devreme decat acest punct de inflexiune, tocmai pentru a micsora consumul de energie si pentru a proteja pompa.

Evident, daca nu dispunem de o astfel de sursa suplimentara, consumul de energie electrica in conditii de frig extrem al pompei va creste foarte mult.

 

 

Concluzie

 

Dupa cum ati vazut, exista multi factori care influenteaza fiecare in felul sau consumul de energie electrica al unei pompe de caldura. Ei au fost descrisi in cele de mai sus in mod empiric, pe intelesul tuturor.

In realitate,calculul necesarului termic si stabilirea regimului optim de lucru al unei pompe de caldura traduc factorii de mai sus in coeficienti si formule care ajuta la evaluarea precisa a interactiunii dintre ei .

De aceea este recomandabil ca alegerea, dimensionarea si stabilirea modului optim de operare al pompei de caldura sa fie facuta de un specialist.

Astfel puteti evita erori costisitoare !

Alte articole de blog

www.semineepegaz.ro 11.01.2016

www.semineepegaz.ro

Nu este nimic mai placut decât  sa ajungi  acasă după o zi grea de munca si sa pornesti semineul din canapea, cu ajutorul telecomenzii.Te poti bucura alaturi de familie si prieteni , la caldura s...

Seminee Terasa/Seminee Gradina 18.05.2017

Seminee Terasa/Seminee Gradina

Stilul arhitectural actual impune si amenajarea terasei sau a gradinii in acelasi trend , cu elemente metalice, combinate cu caramida, in stil minimalist/industrial. Formele fiind dictate de imaginati...