Eficiența pompei de căldură

Pompa de căldură și climatul

Alegerea unei pompe de căldură este o decizie extrem de complexă în lumea modernă. A apărut cererea – a apărut și oferta. Și aici încep problemele. Atât din partea cumpărătorului, care nu înțelege exact ce este o pompa de căldură și își formează opinia din surse neautorizate, cât și din partea vânzătorului, care adesea nu știe ce vinde sau, mai grav, „înfrumusețează” nejustificat capacitățile echipamentului. Să luăm un exemplu concret.

Toți vânzătorii, agențiile de publicitate și distribuitorii promovează așa-numitele „avantaje” ale pompei de căldură sub forma valorii COP. Aceasta este o înșelătorie. COP-ul (eficiența pompei de căldură) este un concept abstract. Toate pompele de căldură de același tip și tehnologie au o eficiența pompei de căldură identică, indiferent de marcă. Dar eficiența pompei de căldură reală depinde semnificativ de condițiile de mediu. Să analizăm:

A. Pompa de căldură marca X – 10 kW, aer-apă, monobloc.

Anunțat COP: 4.5. Instalată în sudul României, la temperatura exterioară de +2 °C și umiditate relativă moderată.

B. Aceeași pompă de căldură marca X.

Instalată în nordul României, la temperatura exterioară de -2 °C și umiditate moderată.

Rezultatele vor fi complet diferite. Dacă cineva consideră că temperatura este factorul decisiv, greșește. Puțini știu că umiditatea aerului este un parametru la fel de important, la fel și presiunea atmosferică. De exemplu, la +8 °C și umiditate moderată putem simți confort termic, dar la aceeași temperatură exterioară și umiditate ridicată, disconfortul devine evident.

Clădirile, animalele și echipamentele reacționează și ele la acești factori climatici. Opinia greșită că doar temperatura determină „vremea” – propagată de presă și meteo – duce la erori în proiectarea sistemelor de încălzire și climatizare.

Pentru corecta funcționare a unei pompe de căldură, și eficiența pompei de căldură ridicată. este important să luăm în considerare următoarele:

• Temperatura aerului – valoare oficială publicată de centrele meteorologice. Se măsoară la 1,5–2 metri deasupra solului, la umbră, în carcasă ecranată.

• Temperatura resimțită („Feels like”) – ține cont de viteza vântului (răcire eoliană), umiditatea relativă (indicele de căldură) și radiația solară.

• Presiunea atmosferică.

• Umiditatea aerului.

Tipuri de umiditate: ce contează?

1. Umiditate relativă (%)

Procentul de saturație cu vapori de apă la o anumită temperatură.
Cu cât aerul este mai rece, cu atât conține mai puțină apă, dar umiditatea relativă poate atinge 100%.

Exemplu:
La -10 °C, aerul poate conține puțină apă, dar dacă este saturat, umiditatea relativă este 100%.
Iarna, dimineața, la -5…0 °C, umiditatea relativă este adesea 100% – în special în condiții de ceață sau brumă.

2. Umiditate absolută (g/m³)

Cantitatea efectivă de vapori de apă în 1 m³ de aer.
Maxim vara, în zilele caniculare și umede.

Exemplu:
La +30 °C – până la 30 g/m³
La 0 °C – maxim 5 g/m³
La -10 °C – sub 2 g/m³

Concluzie:

• Umiditatea relativă este maximă iarna, în jur de 0 °C.

• Umiditatea absolută este maximă vara, la +30 °C și peste, în climat tropical.

Impactul umidității asupra pompelor de căldură

Ambele tipuri de umiditate sunt esențiale:

• Umiditatea relativă determină formarea gheții și frecvența dezghețării.

• Umiditatea absolută afectează capacitatea termică și energia latentă de evaporare.

De aceea, procesul de încălzire sau răcire într-o regiune este complet diferit față de altă zonă. Nu putem compara selecția echipamentului între țări nordice, Japonia și regiuni precum Moldova sau Ucraina.

Exemplar comparativ:

În Krasnoiarsk, la -20 °C și aer uscat, pompa poate funcționa mai stabil decât în Chișinău la -2 °C cu umiditate relativă ridicată. În acest caz eficiența pompei de căldură va fi mai ridicată în Krasnoiarsk.

Uneori este chiar mai simplu și mai ieftin să încălzești o clădire în Krasnoiarsk decât în Chișinău. De ce? Dimineața, iarna, la -5…0 °C, umiditatea relativă atinge adesea 100%. Apoi, prin cristalizarea vaporilor de apă, aerul devine „uscat”.

Procesul de dezghețare poate începe chiar la +5 °C sau mai mult. În acest caz, pompa de căldură aer-apă consumă energie pentru a se „autoproteja”, nu pentru a încălzi clădirea, eficiența pompei de căldură scade simțitor.

COP-ul (eficiența pompei de căldură) devine irelevant, dacă luăm în calcul:

• preîncălzirea carterului compresorului;

• preîncălzirea sistemului;

• funcționarea ciclică;

• dezghețarea cu energie luată din clădire.

Rezultat: costuri uriașe pentru întreținerea pierderilor termodinamice, în detrimentul energiei utile.

Climatul regiunii: cum stăm?

În România, Moldova, Ucraina și sudul Rusiei, iernile sunt mai blânde în ultimii ani. Temperaturile:

România (câmpii, sud și centru):

• Decembrie: -1 °C…+3 °C

• Ianuarie: -4 °C…+1 °C

• Februarie: -3 °C…+3 °C

București: ianuarie -1…-2 °C

Ucraina (centru și sud):

• Decembrie: -2 °C…-5 °C

• Ianuarie: -3 °C…-7 °C

• Februarie: -2 °C…-5 °C

Kiev: ianuarie -5 °C
Odesa: ianuarie -2 °C

Moldova:

• Decembrie: 0…-2 °C

• Ianuarie: -2…-4 °C

• Februarie: -1…-3 °C

Chișinău: ianuarie -2…-3 °C

Aceste date arată clar că neînțelegerea climatului regiunii poate duce la eșecuri în proiectare, mai ales în cazul monoblocurilor, care nu sunt adaptate condițiilor locale. Pentru mai multe detalii despre tipurile de pompe de căldură, consultați acest articol:

Tipuri de pompe de căldură

Concluzie

Neînțelegerea corectă a climatului regiunii poate duce la:

• Alegerea greșită a tipului de pompa de căldură

• Randament scăzut sau inexistent

• Consum ridicat de energie

• Costuri mari de întreținere

Cele mai vulnerabile sunt monoblocurile care nu au o eficiența pompei de căldură ca un reper bun pentru un sistem eficient de climatizare (incălzire și răcire), mai ales cele fără EVI (injecție de vapori). De aceea, sistemul trebuie ales în funcție de temperatura exterioară, umiditate relativă, presiune și arhitectura clădirii.

---