#casabuhnici – Cum încălzim și răcim casa cu pompa de căldură

Una dintre cele mai populare întrebări este cum încălzesc și răcesc #casabuhnici. ”Cum? Nu ai aer condiționat? Și nici centrală?” Nu, nu am, și asta pentru că dacă tot am ridicat ștacheta pe măsură ce veedeam cel mai mare proiect al vieții mele crescând sub ochii mei, am decis să folosesc o pompă de căldură.  Să vă explic.

Ce este o pompă de căldură?

Pompele de caldură geotermale sunt cea mai eficientă metodă de producere a energiei termice. Solul are o temperatură relativ constanta pe toată perioada anului, de aproximativ 10-12°C. Da, indiferent de anotimp. Așadar, cu ajutorul unei pompe ce extrage căldura din sol, la o temperatură constantă pot încălzi casa pe timp de iarnă și o pot răci pe timp de vară. Și da, pot obține și apă caldă ca să fac duș în fiecare zi. De două ori. Și să spăl vasele.

Acestea sunt de mai multe tipuri. Pot prelua energia fie din aer (pompe de caldură aerotermale), fie din sol sau din apă din pânza freatică (pompe de caldură geotermale). Deja ai înțeles de ce folosesc acest echipament, pentru că utilizează energie din surse regenerabile.

Pompele de caldură pot ceda energia către aer sau către agentul termic, apa. Prin comparație, aerul conditionat, reprezintă o pompa de căldura aer-aer (care preia energia termică din aerul exterior și o cedează către aerul interior).

Pentru #casabuhnici folosim așadar o pompă de caldura sol-apă, care preia energia termică din pământ, prin intermediul a trei sonde geotermale de adâncime și o cedează către agentul termic care circulă prin instalația de încălzire din pardoseală și prin cea de răcire din pereți și din tavan.

Cum funcționează?

Principiul de funcționare a unei pome de căldură este destul de simplu. Este o mașină frigorifică, funcționează ca un frigider sau un aer condiționat. Aceasta este compusă din patru elemente de bază: compresor, ventil de expansiune și două schimbătoare de căldură (vaporizator si condensator). Să ne imaginăm un frigider: vaporizatorul va fi cavitatea internă de unde extragem căldura (și facem frig), iar condensatorul va fi „grătarul” din spate pe unde se cedeaza căldura în interiorul bucătăriei.

În interiorul circuitului este un agent frigorific numit freon. Dacă apa vaporizează la 100°C, agentul frigorific poate vaporiza la temperaturi foarte scăzute (chiar și temperaturi negative). Acest fenomen se întamplă în vaporizator, moment în care căldura este extrasă din mediu. Prin intermediul compresorului, se ridică foarte mult temperatura și presiunea iar în condensator, toată energia acumulată este cedată către interiorul clădirii. Agentul frigorific se va transforma din nou în lichid, iar vana de expansiune va avea un efect invers față de compresor.

În cazul nostru, energia este preluată din sol prin intermediul sondelor geotermale de adâncime și este cedată catre agentul termic din instalație, apa. În sondele geotermale circulă un lichid format din apă și agent anti-îngheț ce trebuie să reziste la temperaturi de până la -15°C. Circuitul este închis, deci lichidul este recirculat de foarte multe ori.

Pentru sonde vom săpa la adâncimi de până la 150 de metri, acolo unde solul are temperatura cea mai constantă. Căldura este astfel extrasă din sol și este cedată în instalația interioară către apă care este stocată într-un rezervor de acumulare sau este trimisă la boiler pentru apa caldă menajeră.

Raportul de energie termică preluată din sol, în comparație cu consumul de curent electric al compresorului și al pompei este de 4:1. Așadar de patru ori mai mare decât curentul consumat. Care curent, desigur, va veni din panourile solare. Aceasta este funcția lor principală, pe lângă consumul electric al casei.

Contează foarte mult modul în care o alegi și o dimensionezi, modul în care se aleg forajele geotermale, dar și instalația interioară. Pentru eficiență maximă se recomandă folosirea încălzirii în pardoseală și a răcirii cu panouri radiante pe tavan și pe pereți.

Cum funcționează răcirea?

Principiul se numește răcire pasivă. Practic luăm apa din sol la 10-12°C si o răcim direct din instalația interioară, iar apoi o stocăm în rezervorul de acumulare. Schema se află mai jos, răcirea pasivă se face prin schimbătorul de caldură notat cu 24 și vana cu trei căi 22. Astfel, compresorul pompei de căldură este ocolit, și rezultă un consum mult mai mic. Există o singură pompă de circulație.

Pompele de căldură pot face și răcire activă, doar folosind compresorul, pentru instalații mai mari sau pentru cele care folosesc ventiloconvectoare pentru răcire. Știu, foarte mulți termeni tehnici, poate este mai utilă schița de mai jos. Dacă nici asta nu te lămurește, clipul de la finalul articolului sper să ajute mai mult.

Ce am folosit noi

Sigur te interesează și ce echipamente am folosit pentru #casabuhnici. Acestea sunt în lista de mai jos. Toate au venit de la Romstal.

• Pompă de căldura sol-apa Stiebel-Eltron cu o putere de încălzire de 10kW și un coeficient de performanță mediu de 5.5-6. Adică mai mult decât acel raport teoretic de 4:1 de care vorbeam mai sus. Cu 1kWh electric consumat, ea va produce aproximativ 6 kWh termici (pentru încălzire). Mult mai eficient decât o centrală electrică (unde raportul este 1 la 1) sau decât o centrală pe gaz obișnuită.
• Rezervor de acumulare Stiebel-Eltron de 400 litri care va acumula atât apa pentru încălzire, cât și apa pentru răcire. El va mări astfel durata de viață a pompei de căldura, limitând numărul de porniri-opriri ale pompei și va echilibra instalația
• Boiler pentru preparare apă caldp menajera de 400 litri care va fi alimentat de la instalația solară și de pompa de căldură.

Poate rezervoarele de 400 par supradimensionate pentru o casă cu o suprafață de aproape 200 metri pătrați, însă vrem să acumulăm cât mai multă energie termică pe timpul zilei de la soare și să o folosim seara. Funcționarea pompei de căldura va fi corelată atât cu panourile solare plane conectate la boiler, dar și cu panourile fotovoltaice. De la rezervorul de acumulare apa este trimisă către sistemul de încălzire în pardoseală și către cel de răcire din pereți și din tavan.

Cât costă?

Întrebarea cea mai grea. O pompă de căldură geotermală variază între 4.000 și 15.000 euro cu tot cu accesorii, în funcție de proiect, de modul în care este construită casa, în funcție de brand și desigur de performanțele acesteia. Acesta poate crește dacă ai o construcție mai mare.

Costul mediu al forajului geotermal este de aproximativ 25euro/ml, însă acesta depinde de tipul solului, adâncimea de forare și numărul de foraje. Daca pânza freatică este aproape de suprafață atunci poți opta pentru o soluție mai accesibilă cu pompă de caldură apă-apă sau o soluție cu pompă de caldură aer-apă. Cea din urmă nu necesită foraje și poate fi montată și la un apartament de bloc, la fel ca un aparat de aer condiționa.

Așadar, soluția diferă de la un proiect la altul și pentru a o stabili pe cea mai potrivită pentru tine este important să apelezi la specialiști.