Pompe de caldura ASG (apa - apa si sol - apa)

Ghidul celor care doresc sa achizitioneze o pompa de caldura

GHIDUL CELOR CARE DORESC SA ACHIZITIONEZE O POMPA DE CALDURA

pompa de caldura
Click pentru a mari

Am intocmit acest ghid pentru a raspunde la intrebarile cele mai frecvente ale potentialilor beneficiari, in scopul informarii corecte a acestora, inainte de a achizitiona o pompa de caldura. In ordinea logica, fiecare potential client al unei pompe de caldura, are de analizat urmatoarele aspecte, in vederea luarii deciziei privind oportunitatea montarii unei pompe de caldura:

1). Care ar fi cheltuiala anuala privind incalzirea imobilului, in cazul in care as monta o pompa de caldura ?

Pentru un raspuns foarte precis la aceasta intrebare, calculul este extrem de laborios. Exista insa o modalitate cu un grad inalt de rigurozitate tehnica si relativ simpla de a afla un raspuns foarte aproape de realitate.Trebuie procedat in felul urmator:

Pasul nr.1
Se intocmeste un certificat energetic al imobilului respectiv, care arata ca in figura alaturata.(puteti apela si la mine pentru intocmirea certificatului energetic, deoarece sunt si auditor energetic autorizat).
In certificatul energetic se mentioneaza consumul annual specific de energie pentru imobilul dvs, exprimat in (Kwh/mp an).

De exemplu, in certificatul energetic anexat intocmit de mine pentru un client, consumul anual specific de energie este urmatorul:

  • Pentru incalzire = 82,95 Kwh/mp an;
  • Pentru apa calda de consum = 15 Kwh/mp an
  • TOTAL = 97,95 kwh/mp an;

Pentru a afla consumul anual de energie numai pentru incalzirea imobilului dvs, veti proceda in acelasi mod (veti lua in calcul numai energia termica necesara pentru incalzirea imobilului) si veti inmulti aceasta suma cu suprafata utila de incalzit a imobilului dvs.In cazulde mai sus, avand in vedere ca imobilul are o suprafata de 200 mp, consumul anual de energie pentruincalzirea acestuia va fi de:

  • 82,95 kwh/mp an x 200 mp = 16.590 kw.

Presupunem ca pompa de caldura pe care doriti sa o achizitionati este de tip apa-apa si in consecinta are un coeficient de performanta stabil de aprox. 5,4 . In acest caz, cheltuala pentru incalzire si preparare apa calda de consum exprimata in kwh energie electrica la nivelul unui an, pentru exemplul de mai sus va fi de:

  • 16.590 kwh : 5,4 = 3.072,22 kwh

Aceasta valoare inmultita cu pretul pentru 1kwh (mentionat in capitolul intitulat:”Analiza costului incalzirii cu pompe de caldura comparativ cu alte surse” de 0,43208 lei +TVA = 1.579,66 lei/an.

Deci pentru exemplul considerat mai sus, cheltuiala pentru incalzire, la nivelul unui an va fi de 1.579,66 lei.Cu siguranta ca pretul energiei electrice va suferi in timp modificari, dar modul de caldul va fi acelasi.Acest mod de calcul nu poate fi aplicat si in cazul pompelor de caldur asol-apa sau aer-apa deoarece coeficientul de performanta (COP) al acestora este variabil in timp in functie de temperatura exterioara.De asemenea, nu se poate lua in calcul o temperatura medie anuala si un COP mediu al acestir pompe de caldura deoarece trebuie tinut cont de durata fiecarei perioade cu o anumita temeratura si de COP de performanta al pompei de caldura sol-apa sau aer-apa pentru temperatura exterioara espectiva. Calculul est emult mai laborios.

Este important sa mentionam faptul ca pentru acelasi imobil, in cazul in care se opteaza pentru o pompa de caldura aer-apa, puterea electrica instalata a acesteia va trebui sa fie de cel putin doua ori mai mare decat in cazul in care se opteaza pentru o pompa de caldura apa-apa, deci in conditiile respective, pompa de caldura aer-apa va dezvolta un consum de energie electrica mai mare. Motivul este foarte simplu si rezulta din necesitatea ca la temperaturile exterioare minime din locatia in care este amplasat imobilul, pompa de caldura sa poata asigura incalzirea acestuia. Dar la o temperatura scazuta mult sub temperatura de inghet, o pompa de caldura aer-apa dezvolta mai putin de jumatate din puterea termica pe care o dezvolta o pompa de caldura apa-apa in circuit deschis avand aceeasi putere electrica instalata.Pentru a ameliora aceste situatii, care ar impune instalarea de pompe de caldura aer-apa de puteri electrice si implicit consumuri de energie electrica foarte mari, se utulizeaza rezistente aditionale care intra automat in functiune pe durata temperaturilor foarte scazute pentru a “ajuta” pomele de caldura aer-apa. Sa nu uitam insa ca aceste rezistente aditionale ofera un aport de caldura de peste 5 ori mai scumpa decat in cazul in este furmizata de o pompa de caldura apa-apa in circuit deschis.

Care sunt elementele care pot oferi diferente in practica fata de acest calcul
1). Certificatul energetic, luat ca baza de calcul in exemplul de mai sus, reprezinta o prognoza aplicata imobilului dvs, realizata in baza unui program foarte complex de calcul, care tine cont de toate elementele de structura ale imobilului dvs, inclusiv de orientarea fata de punctele cardinale, etc, in scopul determinarii cat mai exacte a consumurilor energetice ale imobilului dvs.Acest calcul are in vedere temperaturile medii lunare din zona de amplasare a imobilului dvs, asa cum acestea sunt definite prin harta temperaturilor medii lunare din procedura de calcul. Aceasta harta de temperaturi medii lunare reprezinta o medie a temperaturilor lunare obtinute pe o perioada lunga de observatie si masuratori.

Daca anul in care veti pune in functiune pompa de caldura va fi un an cu temperaturi medii mai scazute si pe durata mai lunga, asa cum a fost anul 2017, cheltuielile vor fi sensibil mai mari iar daca iarna va fi mai blanda, cum a fost de exemplu iarna anului 2016, cheltuielile vor fi sensibil mai mici. Vorbim de variatiile iminente oricarui calcul de prognoza.

 

2) Cum pot aprecia care trebuie sa fie puterea termica necesara a unei pompe de caldura pentru imobilul meu?

Calculele exacte sunt foarte laborioase dar se pot realiza usor de catre un auditor energetic, in baza programelor de calcul specializate de care acestia dispun pentru realizarea certificatelor energetice, dar cu ajutorul unor aproximari se poate determina puterea termica necesara pe care trebuie sa o produca o pompa de caldura pentru a putea asigura incalzirea imobilului chiar in perioadele cele mai reci ale iernilor din zona respectiva.

Pentru determinarea puterii termice necesare se alege valoarea cea mai mare rezultata din calculele de la puncul A si B:

A).Suprafata incalzita a imobilului x 75 W/mp, in cazul imobilelor bine izolate termic si fara vitraje excesive; (in cazul unor imobile mai slab izolate termic si cu vitraje excesive, in loc de 75W/mp se va inmulti cu 85-100 W/mp);
B). Volumul incalzit se inmulteste cu 35W/mc, in cazul imobilelor foarte bine izolate termic si fara vitraje excesive; (in cazul unor imobile mai slab izolate termic si cu vitraje excesive, in loc de 35W/mc se va inmulti cu 40-45W/mc);

 

3).Cum pot verifica in permanenta daca pompa mea de caldura produce efectiv puterea termica la care s-a angajat vanzatorul/instalatorul?

pompa de calduraAm citit pe forumuri despre multe cazuri in care unii beneficiari de pompe de caldura se plang de faptul ca pompa de caldura nu este capabila sa incalzeasca imobilul. Aceasta situatie poate fi generata de doua cauze si anume:

1). Pompa de caldura nu a fost corect dimensionata, adica nu a fost aleasa pompa cu puterea termica necesara;

2).Pompa de caldura nu produce puterea termica la care s-a angajat fabricantul/instalatorul.

Pentru a putea verifica si contoriza cantitatea de energie termica produsa de pompa de caldura este suficient sa montati un contor de energie termica. Pe piata se gasesc mai multe tipuri de contoare de
energie termica, dar va recomand sa montati contorul Zelsius Zenner 20 (5 mc/h), (vezi poza de mai sus) pe care il puteti achizitiona la pretul (actual) de 862,75 lei, inclusiv TVA sau in rate cu 89 lei/luna .(pretul se poate modifica usor in timp).

Acesta va indica atat puterea termica instantanee, cat si puterea termica cumulata de la data aleasa de dvs ca data de incepere a masuratorilor. De asemenea, mai puteti vedea debitul de agent termic care trece prin pompa de caldura, temperatura de intrare a agentului termic in pompa de caldura si temperatura de iesire a agentului termic din pompa de caldura.In acest mod veti sti in permanenta daca puterea termica la care s-a angajat fabricantul/instalatorul este intr-adevar produsa de pompa de caldura, dar si cantitatea de energie termica, exprimata in kilowati termici care a fost produsa de pompa de caldura de la data pe care dvs ati setat-o pentru inceperea masuratorilor pana la data efectuarii citirii.Veti avea astfel ocazia sa faceti un bilant termo-energetic foarte exact privind consumul de caldura al imobilului dvs, in functie de temperaturile exterioare, care va va ajuta in viitor sa va planificati foarte eficient regimul de incalzire si implicit cheltuielile pentru incalzire.Veti putea astfel sa vizualizati direct de exemplu cu cat se reduc cheltuielilor de incalzire daca suplimentati izolatia exterioara a imobilului (de ex de la o grosime de 50 mm la o grosime de 100 mmm) sau daca la intrarea in imobil amplasati un vestibul pentru a reduce foarte mult pirderile de caldura la intrarea in imobil pe durata iernii.Veti ramane foarte surprinsi de rezultate.Cu ajutorul unui kit de la Zenner, puteti inregistra toate aceste date direct in calculator, pentru a le gestiona mult mai usor.

 

4). Cum pot verifica in permanenta coeficientul de performanta (mediu) al pompei mele de caldura pentru o perioada de timp prestabilita ?

Daca ati montat contorul de energie termica Zenner mentionat mai sus, mai aveti de montat, in amontele tabloului de comanda al pompei dvs de caldura, un contor de energie electrica, astfel incat singurul consumator monitorizat de acest contor de energie electrica sa fie pompa de caldura.

In continuare, veti seta contorul de energie termica la zero si in acelasi timp veti nota pe un caiet indexul la care se afla contorul de energie electrica.Dupa o perioada de timp, pe care ati hotarat-o pentru testare (o zi sau mai multe, o saptamana, etc), notati in caiet cati kwh de energie electrica au fost consumati de pompa de caldura si cati kilowati termici au fost produsi de aceasta in perioada de timp analizata. Impartind numarul de kilowati termici astfel obtinuti la numarul de kwh de energie electrica consumati, veti obtine valoarea coeficientului de performanta (aproximativ) mediu pe care l-a avut pompa dvs de caldura in perioada analizata.

 

5). Generalitati
La capitolul intitulat:”Analiza costului incalzirii cu pompe de caldura comparativ cu alte surse”, am vazut ca IN CONTEXTUL PRETURILOR ACTUALE PENTRU GAZELE NATURALE, in care pretul acestora este subventionat de stat, principalul competitor al sistemelor de incalzire cu pompe de caldura il reprezinta incalzirea cu gaze. Mentionez ca aceasta este o situatie de moment, artificiala, deoarece Comisia Europeana ne someaza de doi ani sa liberalizam pretul gazelor naturale, care ar trebui sa fie de cca 1,6 ori mai mare. Aceasta liberalizare a preturilor pentru gazele naturale la care s-a angajat tara noastra trebuia sa inceapa din anul 2015, dar s-a tot amanat desi am fost amenintati cu procedura europeana de infrigement.

In momentul in care liberalizarea preturilor la gazele naturale se va realiza, incalzirea cu pompe de caldura va fi de cca 2 ori mai ieftina decat incalzirea cu gaze naturale, dar pana atunci, in contextul preturilor actuale, situatia este urmatoarea:
1). In contextul preturilor anului 2017, incalzirea unui imobil cu o pompa de caldura care realizeaza un coeficient de performanta mai mic de 3,06 (vezi comentariile de la capitolul intitulat ”Analiza costului incalzirii cu pompe de caldura comparativ cu alte surse”) nu poate fi mai ieftina decat incalzirea acesluiasi imobil cu o centrala cu gaze naturale.La o valoare a COP egala cu 3,06, incalzirea unui imobil cu gaze naturale este aproximativ egala ca si cheltuieli cu incalzirea aceluiasi imobil cu o centrala cu gaze naturale.Ca sa fim foarte onesti, atunci cand se calculeaza valoarea COP a pompei de caldura in varianta apa-apa sau sol-apa, trebuie luata in calcul si energia electrica absorbita de pompa submersibila (in cazul pompelor de caldura apa-apa sau a pompei de circulatie in cazul pompelor de caldura sol-apa).

De exemplu, daca o pompa de caldura dezvolta o putere termica de 20 kw, la o putere electrica consumata de 5kw, am putea spune ca are un coeficient de performanta egal cu 4 (deoarece 20:5 = 4).In realitate, pompa de caldura consuma 5w iar pompa submersibila mai consuma 0,9 kw deci totalul consumului de energie electrica este de 5,9 kw iar in acest caz, COP devine 20:5,9 = 3,389.

2). In contextul preturilor din anul 2017, incalzirea unui imobil cu o pompa de caldura care realizeaza un coeficient de performanta mai mic de 2,14 (vezi demonstratia de la capitolul intitulat ” Analiza costului incalzirii cu pompe de caldura comparativ cu alte surse”) nu poate fi mai ieftina decat incalzirea aceluiasi imobil cu o centrala termica cu peleti.

3). Coeficientul de performanta al unei pompe de caldura indica de cate ori incalzirea cu acea pompa de caldura este mai ieftina decat incalzirea electrica (s-a considerat randamentul unitar al incalzirii electrice).

Doresc sa precizez ca acest mod de calculare al COP (coeficientul de performanta) este unul aproximativ. Modul integral de calcul al COP este prezentat in normativul european EN14511 si ofera pentru COP rezultate ceva mai mici decat calculul aproximativ prezentat me mine in aceste capitole.

 

6). Cum pot aprecia care va fi coeficientul de performanta al pompei de caldura pentru imobilul meu?

Pompele de caldura aer-apa si sol-apa prezinta un coeficient de performanta variabil in functie de temperatura exterioara in sensul ca acest coeficient de performanta dar si puterea termica oferita de aceste tipuri de pompe de caldura se reduc cu atat mai mult cu cat afara este mai frig.

Din acest motiv, pompele de caldura aer-apa sau sol-apa se monteaza preponderent in zonele unde nu exista panza de apa freatica sau acolo unde aceasta este la adancime foarte mare.

In consecinta in restul cazurilor se prefera pompele de caldura apa-apa datorita urmatoarelor avantaje pe care le prezinta pe durata sezonului rece, atunci cand imobilul are nevoie de cea mai mare cantitate de caldura pentru incalzire si preparare apa calda de consum:
1). Ofera cel mai mare COP in functionare, datorita faptului ca “sursa rece” utilizata are cea mai mare temperatura;
2). Pentru o anumita putere electrica instalata acest tip de pompe de caldura ofera cea mai mare putere termica, deci implicit cea mai ieftina energie termica;
3).Puterea termica (si COP) oferita de acest tip de pompa de caldura este constanta in timp, nu depinde de temperatura exterioara, nici macar de anotimp dari depinde numai de temperatura apei din putul forat.
Din aceste motive determinante, vom analiza in continuare numai cazul pompelor de caldura apa-apa in circuit deschis (cu put forat).
Din capitolul intitulat “comentarii despre COP”, a rezultat ca cele doua conditii care ofera o valoare cat mai mare a COP sunt urmatoarele:

  • PRIMA CONDITIE: “Sursa rece” sa aibe o temperatura cat mai mare;
  • A DOUA CONDITIE: Diferenta dintre temperatura agentului termic se temperatura “sursei reci” trebuie sa fie minima.

PRIMA CONDITIE:
In cazul pompelor de caldura apa-apa in circuit deschis (cu put forat), temperatura apei din panza freatica pe care am intalnit-o pe tot teritoriul Romaniei unde am montat pompe de caldura apa-apa cu put forat a fost intre 12-14ᵒC. Este o temperatura superioara Suediei de exemplu (unde am participat la multe cursuri privind pompele de caldura suedeze, in calitate de unic reprezentant al lor in Romania). In Suedia si in tarile nordice temperatura apei din panza freatica este in jurul valorii de 10ᵒC si din acest motiv normativul european EN 14511 obliga pompele de caldura la testari avand „sursa rece” cu temperatura de 10ᵒC.Putem concluziona ca temperatura “sursei reci” pe teritoriul Romaniei este o temperatura care permite (in situatia in care este indeplinita si CONDITIA nr.2) obtinerea unui COP in jurul valorii de 5.Altfel spus, temperatura “sursei reci “ apa din panza freatica, pe teritoriul Romaniei se poate considera mai favorabila pentru obtinerea unui COP peste 5 comparativ cu tarile nordice ale Europei.

A DOUA CONDITIE:
Daca imobilul dvs se poate incalzi cu agent termic avand temperatura de 35ᵒC, puteti considera ca va incadrati si in adoua conditie pentru obtinerea de catre pompa dv de caldura apa-apa in circuit deschis a unui COP in jurul valorii de 5.(si chiar putin peste acesta valoare).Acest lucru este posibil numai daca aveti instalatie de incalzire in pardoseala, care utilizeaza teava de incalzire in pardoseala cu diametrul de 20×2 mm si pasul nu mai mare de 100 mm.Daca insa instalatia dvs de incalzire in pardoseala utilizeaza teava cu diametrul de 18mm sau si mai rau de 16mm, iar pasul este mai mare de 100mm fiind deci de 150 sau si mai rau 200 mm, atunci temperatura agentului termic cu care veti putea asigura incalzirea imobilului in perioadele foarte reci nu va mai fi de 35ᵒC si va urca la 40ᵒC sau chiar 45ᵒC, caz in care va scade drastic atat COP cat si puterea termica oferita de pompa de caldura.

Ca sa puteti afla exact care este valoarea COP si a puterii termice a pompei dvs de caldura apa-apa in circuit deschis, puteti verifica acest lucru in cartea tehnica a pompei de caldura sau, daca nu aveti, puteti interpola informativ in diagrama alaturata.