Pompa de caldura- consum redus de energie electrica - Seminee Expert

Pompa de caldura- consum redus de energie electrica

Pompa de caldura- consum redus de energie electrica

Pompa de caldura- consum redus de energie electrica

Publicat de Mugur Mazilu23.10.2023

In articolul precedent am vorbit despre utilitatea  de a folosi cateva criterii, si anume :

  1. Performanta
  2. Consum redus de energie electrica
  3. Calitate in constructie
  4. Confort in utilizare
  5. Pret correct ,

care va pot ajuta sa intelegeti diferentele dintre pompele de caldura(aer-apa) disponibile pe piata  si  sa faceti o alegere corecta fara sa va doara capul .

Acum e randul celui de-al doilea criteriu- consumul redus de energie electrica

Toate pompele de caldura sunt atractive pentru ca ele nu au nevoie de nici un combustibil ! Dar cum pe lumea asta nu exista nimic gratis, pretul platit pentru energia termica obtinuta se exprima in kw de energie electrica consumata. Aceasta deoarece pompele de caldura intr-adevar nu consuma combustibil, dar cheltuie lucru mecanic pentru a  transfera  in casa caldura continuta in masa aerului din exterior .

1.Sistemul constructiv

Cum realizeaza ele insa acest transfer ? Functionarea pompei de caldura se bazeaza pe doua fenomene fizice de schimbare de stare : evaporarea si condensarea unui lichid. Sunt doua fenomene comune in natura, care se petrec zi de zi, ora de ora. Ceea ce le face insa interesante este faptul ca ambele se petrec insotite de un transfer important de caldura- evaporarea se produce cu consum de caldura, iar condensarea cu generare de caldura. Astfel,  functionarea pompei obliga un lichid sa se evapore in exteriorul casei  si sa absoarba astfel energia termica din mediul inconjurator , pentru ca apoi sa oblige prin comprimare si transfer masa de vapori sa condenseze si sa cedeze astfel  in interior caldura ‘furata‘ din exterior pe parcursul evaporarii.

Pare simplu, dar mestesugul este sa obligi acel lichid sa sufere aceste transformari de nenumarate ori, cat mai constant, mai eficient si mai rapid posibil , si aici apar diferentele intre diversele pompe de pe piata.

Evaporarea si condensarea par procese simple, dar ele au loc la nivel molecular si au nevoie de anumite conditii fizice- temperatura si presiune- si de anumite proprietati fizice ale lichidului ce sufera transformarea.Cand aceste conditii sunt indeplinite, esentiala devine marimea suprafatei de contact pe care moleculele acelui lichid trebuie sa o atinga pentru a se evapora sau condensa. Cu cat aceasta este mai mare, ca atat evaporarea si condensarea se petrec mai repede si mai complet.

Aceasta este principala limitare tehnica a pompelor de caldura- ele au nevoie de evaporatoare si condensatoare mari pentru a functiona eficient. Atunci cand producatorii aleg din motive economice sa reduca aceste suprafete ei nu pot compensa aceasta decat prin cresterea debitului lichidului, ceea ce inseamna cresterea turatiei si a presiunii in compresor. Iar aceasta inseamna un consum mai mare de energie electrica pentru extragerea energiei termice din mediul exterior.

Astfel devine simplu sa ‘ghicim ‘ care pompa va avea un consum electric mai mic- aceea care are evaporatorul si condensatorul mai mare.

In piata exista doua tipuri de pompe de caldura- cele produse in sistem split si cele monobloc.

Split inseamna ca evaporatorul este plasat intr-o cutie numita unitate exterioara, iar condensatorul intr-o alta cutie numita unitate interioara, ambele destul de mari . Acum intelegeti de ce, si veti intelege si de ce aceasta versiune de pompa a fost prima aparuta pe piata- pentru ca asa se putea obtine o pompa de caldura functionala si eficienta.

Pompele split au demonstrat ca transferul energiei termice din aerul exterior in interiorul casei este fezabil din punct de vedere comercial si au convins milioane de consumatori de avantajele lor.

Ele au insa cateva caracteristici care pentru producator inseamna dezavantaje comerciale- necesita cantitati mari de lichid refrigerant, cele doua unitati, exterioara si interioara au dimensiuni mari si implicit preturi pe masura, iar instalarea si service-ul lor trebuie facut numai de personal calificat si abilitat sa trateze instalatii cu compusi fluorurati, intrucat lichidul refrigerant circula prin intermediul unor tuburi intre unitatea exterioara si interioara, adica intra in casa , unde vaporizari sau scurgeri accidentale pot crea probleme.

In incercarea de a elimina aceste inconveniente, producatorii au inceput sa promoveze versiuni monobloc ale pompelor de caldura- adica aparate care gazduiesc in aceeasi cutie exterioara atat evaporatorul cat si condensatorul. Aceasta solutie satisface nevoile producatorilor- mai putine cheltuieli materiale- o singura cutie-;o cantitate mai mica de lichid refrigerant- traseele sunt mult mai scurte; nevoia de a avea numai personal abilitat pentru instalare este eliminata, intrucat traseul lichidului refrigerant este capsulat din fabrica si nu mai intra in casa, iar racordarea pompei implica numai tevile tur si retur ale apei calde generate de pompa.

Numai avantaje, veti spune. Dar totul este obtinut sacrificand intr-o masura mai mica sau mai mare dimensiunile evaporatorului si ale condensatorului, adica partile esentiale pentru o functionare economica. Aceasta inseamna ca pentru a beneficia de un avantaj imediat-al unui prêt mai mic de achizitie si al unei instalari mai ieftine, clientul final trebuie sa-si asume o functionare mai putin economica, pentru perioada indelungata in care pompa va opera. La puteri echivalente, o pompa monobloc va consuma intotdeauna mai multa energie electrica decat versiunea split.

Exista, desigur , o exceptie-  o pompa monobloc care nu sacrifica dimensiunile evaporatorului si condensatorului ! Ati ghicit, va voi spune ca aceasta pompa este Defro DHP Premium- si ma simt déjà mandru de asta! Dimensiunile acestei pompe sunt 1571 x 1227 x 568 mm in cazul pompei de 8 kw, cea mai mica din gama ! Si pentru ca am inteles din proprie experienta ca uneori nu-ti poti da seama de adevaratele dimensiuni doar citind cifrele,

Iata o fotografie a specialistului Seminee Expert srl alaturi de o pompa de caldura Defro. iar inaltimea lui este de 1,8m.

In cazul pompelor de caldura, marimea chiar conteaza…

 

  1. Agentul refrigerant folosit

Un al doilea factor hotarator atat pentru performanta pompei cat si pentru functionarea sa mai mult sau mai putin economica este lichidul refrigerant folosit.

Intrucat pompele de caldura au aparut ca un caz particular in portofoliul producatorilor de frigidere si aparate de aer conditionat, primii refrigeranti au fost cei folositi in aceasta industrie, si anume  R 22-clorodifluorometan care  fost repede inlocuit de R 410 A-un amestec de difluorometan si pentafluoroetan. Acesti refrigeranti aveau proprietatile fizice necesare pentru a fi folositi in industrie, dar erau nocivi pentru stratul protector de ozon si aveau un potential mare de generare de efect de sera, astfel ca au fost inlocuiti de R 32- difluorometilena. Acesta nu contine compusi clorurati , deci nu este atat de daunator penru stratul de ozon si genereaza efect de sera intr-o masura mai mica decat produsii precedenti. De aceea in prezent R 32 este principalul refrigerant folosit de producatorii de pompe de caldura. Cu un punct de fierbere la -51,6 grade Celsius, R 32 permite functionarea pompelor de caldura la temperaturi foarte joase ale aerului atmosferic.

Pentru ca progresul tehnologic nu poate fi stavilit au aparut insa alternative pentru R 32, si cea mai demna de luat in seama este R 290- izopropanul. Acesta are un punct de fierbere de numai -42,1 grade Celsius, ceea ce il face mai eficient decat  R 32 la temperaturi foarte joase, adica exact acolo unde e mai multa nevoie. In plus, R290 nu are practic nici un efect de gas de sera( coeficientul sau este 3, fata de 675 in cazul lui R 32) si are coeficient de toxicitate pentru stratul de ozon 0 !

In Noiembrie 2022 la conferinta ATMO EUROPE organizata la Bruxelles, inventatorul si specialistul in pompe de caldura olandez  Menno van der Hoff a prezentat un studiu comparativ realizat prin supravegherea in functionare a unei pompe  A+++ folosind R 32 produsa de un lider de piata european si a unei pompe folosind R 290 produsa in Austria si certificata de EHPA( European Heat Pump Association).Datele obtinute au fost validate de un colectiv independent de cercetatori.

Rezultatele : la 35 grade pentru apa calda produsa, SCOP ( COP sezonier) pentru pompa cu R 32 a fost de 4.72, in timp ce pompa folosind R290 a obtinut SCOP de 5.66( mai mult cu 21%). La 55 grade apa calda produsa SCOP obtinut de pompa cu R32 a fost de 3.39, in timp ce pompa cu R290 a inregistrat SCOP=4.48.( mai mult cu 34%) . Aceasta arata superioritatea neta a pompei folosind R290, si faptul ca aceasta superioritate este mai evidenta cu cat temperaturile sunt mai extreme!

R 290 este refrigerantul care va suplini in mare masura R 32 in viitor datorita numeroaselor argumente tehnice si ecologice care imping producatorii  de pompe in aceasta directie. Iar pentru client beneficiul este clar- pompele folosind R 290 sunt mai economice , mai ales la temperaturile extreme la care consumul electric al pompelor creste.

Nu este deci o intamplare ca DHP Premium foloseste R290, ci o alegere atat inspirata cat si responsabila, atat pentru client cat si pentru planeta!

Acum intelegeti si de ce pentru DHP Premium 16 ,evocat in articolul precedent, diferenta intre puterea de incalzire si cea de racire este de numai 0.3 kw- datorita folosirii refrigerantului R 290. Pentru a intelege decalajul fata de alte pompe, va pot da exemplul unei alte pompe foarte bune care foloseste R32 : ea are 15 kw putere de racire la 23 kw putere de incalzire, adica o diferenta de 8 kw!!

 

3.Tipul si performantele compresorului.

Folosind o comparatie anatomica, daca pentru pompa de caldura evaporatorul si condensatorul reprezinta plamanii acesteia, atunci compresorul este , clar, inima .

In toate pompele de caldura, compresorul are menirea de a ridica presiunea masei de vapori obtinuta prin evaporarea refrigerantului . Comprimarea are ca efect secundar cresterea puternica a temperaturii masei de vapori, exact efectul dorit pentru ca aceasta ridica considerabil randamentul transferului termic din condensator- acolo unde vaporii calzi intalnesc o suprafata rece si condenseaza, cedand brusc toata caldura inmagazinata. Deci refrigerantul este incalzit de doua ori- odata prin evaporare, cand ‘fura’ (fara cheltuiala de energie proprie) caldura inmagazinata in aerul atmosferic, si a doua oara cand vaporii trec prin compresor si sunt ‘inghesuiti’( cu consum propriu de energie electrica)  pentru a creste randamentul transferului termic  petrecut ulterior in condensator.

O pompa de caldura buna are o viata indelungata, iar aceasta poate fi lesne comparata cu un maraton.

Si este evident ca numai cei cu o inima zdravana pot face fata unui maraton…

In prezent exista tehnologii care imbunatatesc considerabil performantele compresoarelor folosite de pompele de caldura. Acestea sunt insa scumpe si unii producatori aleg sa nu le foloseasca pentru a mentine un prêt de vanzare mai mic pentru pompele lor. Din nou, un avantaj imediat care este insa anulat de consumul permanent mai ridicat de energie al compresorului  .

Alti producatori inteleg insa importanta capitala a acestei componente a pompei si folosesc compresoare calculate si concepute special pentru tipul de refrigerant folosit,  asa cum Defro a ales sa echipeze pompele DHP Premium cu compresoare Emerson( liderul mondial in compresoare de nisa) Copeland, dezvoltate special pentru a lucra cu refrigerant R 290 .

Ceea ce dumneavoastra trebuie insa sa faceti, acum ca stiti toate acestea, este sa cautati pompele pentru care producatorii specifica in mod expres tipul de compresor folosit si performantele acestuia.

 

  1. Amperajul maxim absorbit

Am vorbit pana acum de trei aspecte foarte importante pentru consumul propriu de energie electrica al pompelor de caldura.

Pentru un client neavizat poate fi mai dificil a determina daca toate aceste aspecte sunt sau nu sunt bine rezolvate in pompa pe care doresc s-o achizitioneze.

Exista insa un mod foarte simplu de a masura daca rezultatul dorit- un consum mic de energie electrica– este realizat sau nu.

Producatorii sunt obligati sa declare performantele pompelor pe care le produc, dar nu sunt obligati sa ofere cifre concrete legate de consumul de energie electrica cu care acestea functioneaza. De aceea veti gasi in piata foarte putini producatori care declara acest consum.

Ei sunt insa obligati sa declare intensitatea curentului maxim absorbit de aparatul produs, intrucat aceasta este o informatie obligatorie pentru o dimensionare corecta a legaturii electrice care va garanta o operare in siguranta a pompei.

Cunoastem ca puterea pompei  poate fi exprimata astfel din punct de vedere electric : P=U x I , unde U este tensiunea retelei care alimenteaza pompa, iar I este intensitatea curentului absorbit in functionare.

Studiind datele publicate de producatori veti constata ca majoritatea publica curenti maximali de 32 sau 25 Amperi. Pentru DHP Premium , Defro publica valoarea de 20 Amperi .Aceasta inseamna ca pompa functioneaza cu curenti mai slabi, si implicit cu puteri mai mici .

Dar daca ne amintim ca energia electrica poate fi descrisa astfel: E= P x t, echivalent cu  E= (U x i) x t ,  unde P este puterea absorbita,iar t masoara intervalul de timp pentru care este calculata energia absorbita, atunci rezulta implicit ca la o tensiune de alimentare constanta( cea a retelei) , pompa care functioneaza cu curenti mai mici absoarbe o putere mai mica din retea  si are un consum de energie mai mic !

Si astfel lucrurile devin mai clare.

 

Pentru a rezuma cele de mai sus, judecati existenta unui consum redus de energie electrica al  unei pompe de caldura dupa urmatoarele criterii:

  • Sistemul constructiv– cautati pompele de caldura monobloc( pentru ca sunt cele mai moderne si inglobeaza cele mai performante tehnologii) de dimensiuni de gabarit cat mai mari sau cele in sistem
  • Agentul refrigerant– cautati pompele care folosesc refrigerant R290. Daca nu gasiti , atunci R32 este urmatoarea alegere.
  • Cautati referinte exprese asupra tipului si performantelor compresorului cu care sunt echipate pompele. Lipsa oricarei mentiuni nu inseamna in mod necesar performante slabe, dar cel mai probabil indica un consum energetic mai mare.
  • Cautati date concrete legate de amperajul maxim absorbit. Cu cat aceasta marime declarata este mai mica, cu atat mai economica va fi functionarea de zi cu zi a pompei dumneavoastra

 

Alte articole de blog

Silicat De Calciu-Skmotec225 11.01.2016

Silicat De Calciu-Skmotec225

SKAMOL introduce o nouă metodă inovatoare de a construi carcase/hote pentru seminee.SKAMOTEC 225 este o placă de construcție incombustibila si usoara care simplifică procesul de construcție al u...

Agresivitatea chimică 20.07.2012

Agresivitatea chimică

Agresivitatea chimică asupra materialelor de construcţie în contact cu gazele evacuate se poate manifesta prin acţiunea unor soluţii acide rezultate din condensarea unor compuşi rezultaţi în ...