Pompe de caldura – Generalitati pompa de caldura
Ce este pompa de caldura?
Pompa de caldura este o instalatie care, consumand lucru mecanic, transfera caldura de la un mediu de temperatura mai joasa la altul de temperatura mai inalta; practic este o instalatie care pompeaza caldura dintr-un mediu in altul, transferand caldura in sensul invers pe care il are ea in miscarea sa naturala.
Majoritatea pompelor de caldura sunt folosite pentru a muta caldura de la o sursa cu temperatura mai mica la un radiator cu temperatura mai mare.
Cele mai comune exemple de astfel de pompe de caldura sunt in frigidere, congelatoare, aparate de aer conditionat si invertoare de caldura.
Astfel de pompe de caldura pot inlocui cu succes sistemele conventionale de producere a energie folosite pentru atat incalzire cat si prepararea apei calde menajere.
Principiu de functionare – pompe de caldura
In timpul functionarii pompei de caldura agentul frigorific trece prin patru transformari ale starii termodinamice.
Intr-o pompa de caldura au loc urmatoarele procese:
– Agentul frigorific in stare lichida intra in vaporizator (1) la o presiune joasa si temperatura joasa.
Prin intermediul vaporizatorului acesta se destinde ajungand in stare gazoasa.
Agentul frigorific ce are o temperatura mai mica decat temperatura sursei de caldura preia caldura, incalzindu-se la temperatura mediului.
Acest fenomen determina ca, la iesirea din vaporizator, agentul frigorific sa fie in stare de vapori saturati.
– Inainte de intrarea in compresor, agentul frigorific din pompa de caldura ce se afla in stare de vapori, are o presiune joasa si o temperatura medie.
Vaporii saturati de agent frigorific intra in compresor unde se produce o cresterea de presiune si o incalzire puternica a acestora, ajungand la o temperatura mai mare decat a agentului termic astfel incat ii poate ceda acestuia cadura.
– La intrarea in condensator, agentul frigorific este in stare gazoasa si are o presiune ridicata si o temperatura ridicata.
In condensator, agentul frigorific cedeaza sistemului de incalzire toata caldura racindu-se puternic.
La iesirea din condensator, in urma cedarii caldurii la presiune constanta agentul frigorific se transforma in stare lichida cu o temperatura medie si o presiune mai mare decat cea a mediului racit.
– Agentul frigorific in stare lichida intra in valva de expansiune, unde presiunea si temperatura sa scad pana la valorile initiale.
Astfel, la iesirea din valva de expansiune agentul frigorific este in stare lichida, cu o presiune joasa si o temperatura joasa.
Din acest punct procesul de functionare se reia.
Clasificare – pompe de caldura (in functie de sursa rece si agentul termic):
Pompe de caldura sol-apa (pompe de caldura geotermale)
Foarte des intalnite sunt aceste pompe de caldura geotermale care folosesc ca sursa rece – solul iar ca agent termic – apa.
Sursa rece este caldura acumulata in straturile superioare ale pamantului.
De la aproximativ 15 m adancime, temperatura pamantului ramane relativ constanta, la fiecare 30m adancime crescand doar cu un grad Celsius.
Energia din sol este colectata de aceste pompe de caldura geotermale cu ajutorul unor circuite inchise de tevi in care circula un agent termic initial la temperatura de -5 grade C acesta inclazindu-se pana la aproximativ 10 – 15 grade C.
Energia termica acumulata va fi transferata catre pompa de caldura prin schimbatorul de caldura.
In timpul cedarii energiei catre schimbatorul de caldura din pompa de caldura geotermala, lichidul din tevi se va raci din nou la -5ºC.
Din acest punct procesul de functionare se reia.
La aceste pompe de caldura geotermale, captarea “sursei reci” prin circuitul de tevi se poate face:
– in plan orizontal cu captatoare plane ingropate la cca 1-1.5 m (colectoare geotermale orizontale)
– in plan vertical cu sonde de adancime ce pot ajunge de la 50 la 100m (sonde geotermale)
– cu vaporizare directa dispusa in captatoare plane din cupru
Pompe de caldura apa-apa
Pompa de caldura apa-apa foloseste ca sursa rece – apa iar ca agent termic – apa si utilizeaza energia solara inmagazinata de apa din panza freatica.
Dintre toare tipurile, aceste pompe de caldura apa-apa au cel mai bun randament.
Constructiv sunt necesare doua puturi (sau fantani), unul pentru sursa de apa iar celalalt pentru deversarea apei din pompa de caldura.
Pentru a asigura o buna functionare a acestui sistem cu pompe de caldura apa-apa distanta minima intre cele doua puturi trebuie sa fie de 10m iar adancimea putului folosit ca sursa de apa sa nu fie mai mare de 15-20m. Ambele puturi trebuie sa aiba apa din acelasi strat de panza freatica.
Cele doua puturi sunt similare, singura diferenta fiiind ca in cel de refulare nu se monteaza pompa, deoarece refularea se face gravitational.
Pompe de caldura aer-apa
Pompa de caldura aer-apa foloseste ca sursa rece – aerul iar ca agent termic – apa.
Principalul avantaj al acestei pompe de caldura aer-apa este montajul mai simplu fata de alte pompe de caldura si faptul ca nu necesita foraje, sapaturi sau alte lucrari de acest gen.
Din punct de vedere functional aceste pompe de caldura prepara agentul termic prin racirea aerului din apropierea lor.
Aceste sisteme sunt folosite in principal pentru prepararea de apa calda menajera dar, impreuna cu alte surse (rezistente electrice, centrale termice etc.) pot fi folosite si la incalzirea spatiilor.
In functie de amplasarea lor, exista doua tipuri de pompe de caldura aer-apa:
– pompe de caldura aer-apa montate la exterior, in afara imobilelor;
– pompe de caldura aer-apa montate in interiorul imobilelor care vor aspira si refula aer prin tubulatori ce fac legatura cu mediul exterior.
Exista pompe de caldura aer-apa reversibile – care sunt capabile, cu ajutorul unor echipamente cum sunt ventiloconvectoarele, sa si raceasca aerul din interiorul imobilului.
Cu ajutorul pompelor de caldura, ce folosesc principiul transferului de caldura de la o sursa mai calda la o sursa mai rece, puteti avea o sursa de incalzire inepuizabila care va ajuta sa reduceti simtitor costurile incalzirii folosind metodele traditionale.
Avand in vedere pretul din ce in ce mai ridicat al gazelor naturale sau al curentului electric (din reteaua nationala) o astfel de investitie se justifica pentru un viitor in care sursele de energie verde sunt o alternativa viabila si dezirabila.
Contactati-ne pentru consultanta, proiect si oferta de pret!
