Cu o pompă de căldură puteți atinge direct energia geotermală sau energia din apele subterane și din aer. În viitor, pompa de căldură ar putea înlocui complet încălzirea convențională. Dar cum funcționează tehnologia pompei de căldură? O explicăm.
Pompele de căldură funcționează de fapt ca un frigider inversat: În timp ce frigiderul conduce căldura din interior către exterior, pompa de căldură aspiră energia din aer, sol sau apă, o aduce la un nivel de energie utilizabil și o alimentează în circuitul de încălzire.
Cu sistemele de încălzire cu pompă de căldură, 75% din energie provine din mediu. Doar unitatea necesită energie electrică. Folosind căldura de mediu gratuită și consumul redus de energie, pompele de căldură se plătesc singure după doar câțiva ani. În plus, pompa de căldură are un rating ecologic foarte pozitiv datorită proporției ridicate de căldură regenerabilă din mediu.
Eficiența pompelor de căldură
Un procent bun de 75% din energia utilizată provine din zona înconjurătoare, în timp ce pompa de căldură extrage sfertul rămas din energia de acționare din rețeaua electrică. Câtă energie electrică are de fapt nevoie depinde de diferența de temperatură dintre sursa de căldură și apa de încălzire și de serviciu. Cu cât diferența este mai mică, cu atât pompa este mai eficientă. Funcționează deosebit de bine în combinație cu sistemele de încălzire a suprafeței care funcționează la un nivel scăzut de temperatură.
Factorul anual de performanță (JAZ) este decisiv pentru eficiența unei pompe de căldură. Indică relația dintre căldura furnizată și cantitatea de energie electrică utilizată. Pentru ca costurile mai mari de achiziție ale pompelor de căldură în comparație cu cazanele cu condensare să dea roade, JAZ-ul unei pompe de căldură trebuie să fie mai mare de 2,6. Cu cât numărul este mai mare, cu atât mai bine: pompele cu un JAZ de 3,5 sunt eficiente din punct de vedere ecologic. Aceasta înseamnă că un kilowatt oră (kWh) de electricitate și 2,5 kWh de căldură de mediu produc 3,5 kWh de căldură pentru încălzire și apă menajeră. Cifrele anuale de performanță cuprinse între 2.3 și 3.9 sunt realiste. Când instalați pompa de căldură, instalați un contor de căldură, astfel încât să puteți calcula singur factorul de performanță anual. Pompele de căldură monovalente alimentează singur- Cel mai bun-Home.net.Dacă există un al doilea generator de căldură sau o tijă de încălzire electrică care susține pompa în timpul nunților, vorbim de sisteme bivalente.
Locul de utilizare influențează tipul de pompă de căldură
O pompă de căldură poate absorbi energia din pământ, aer și apă. În cazul unui depozit de gheață, toate cele trei surse de căldură sunt folosite chiar pentru a genera energie.
O pompă de căldură aer-apă este cea mai ieftină în comparație cu alte pompe de căldură, dar oferă și alte avantaje: Poate fi instalată rapid, necesită puțin spațiu și poate fi instalată oricând fără aprobarea oficială.
O pompă de căldură saramură-apă funcționează foarte eficient datorită temperaturilor ridicate de ieșire care sunt distribuite constant pe tot parcursul anului și generează sume mai mari de finanțare. Energia poate fi obținută aici în două moduri - prin sonde geotermale sau colectoare geotermale. Generarea de energie folosind sonde are avantajul față de colectoare că nu necesită mult spațiu și pot fi utilizate pentru răcire vara. Colectoarele geotermale, pe de altă parte, sunt așezate sub stratul superior, aproape ca încălzirea prin pardoseală și, prin urmare, necesită mai mult spațiu. Casele cu grădină sunt ideale aici. Un pic mai mult spațiu trebuie, de asemenea, planificat pentru depozitul de gheață, deoarece este format dintr-o cisternă la aproximativ patru metri sub suprafață. Avantajul depozitului de gheață este că chiar și apa înghețată oferă în continuare energie.
Cu sistemele de încălzire cu pompă de căldură, 75% din energie provine din mediu.
Energia din gheață
Un încălzitor de stocare a gheții poate extrage energia gratuită de pe pământ, aer și apă. Cu toate acestea, cel mai important este banca de gheață. Nu este necesar niciun permis pentru asamblare. Un banc de gheață constă dintr-o cisternă de beton umplută cu apă care este îngropată în pământ. În cisternă există spirale mari realizate din țevi. Acestea sunt așezate astfel încât apa să poată îngheța din exterior și sunt împărțite în schimbătoare de căldură de extracție și schimbătoare de căldură de regenerare. Schimbătoarele de căldură de extracție extrag energia din apă și o direcționează către pompa de căldură. Aici energia este comprimată și apoi alimentată în circuitul de încălzire. Datorită energiei degajate de apă, aceasta îngheață treptat. Acum intră în joc schimbătoarele de căldură de regenerare. Alimentează din nou cisterna cu căldură și apa se dezgheță din nou.Cisterna folosește și alte caracteristici pentru a dezgheța mai repede: folosește căldura pământului din jur. Odată ce apa din rezervor s-a lichefiat din nou, întregul proces poate începe din nou.
Particularitatea unui depozit de gheață nu constă doar în repetarea absorbției și producției de energie, ci în utilizarea așa-numitei energii de cristalizare. Când starea fizică se schimbă - apă lichidă în gheață - se eliberează atâta energie cât este necesară pentru a încălzi un litru de apă la 80 de grade Celsius.
Energia geotermală prin sondele geotermale
Probabil cel mai mare avantaj al sondelor geotermale este amprenta lor foarte mică. O sondă are un diametru care este cu greu mai mare decât cel al unui CD. Trebuie doar să planificați un spațiu pentru foraj, deoarece vehiculele mari de foraj sunt folosite pentru a fora adâncimea de zece metri pentru energie. După ce s-a găsit energia, conductele duble U din plastic sunt introduse în găurile de foraj și sigilate cu beton special. Un lichid rezistent la îngheț, numit saramură, este circulat în aceste conducte cu ajutorul unei pompe de circulație. Saramura absoarbe energia stocată în pământ și o transferă către pompa geotermală. Starea de agregare se transformă în gazoasă cu ajutorul unui evaporator. Printr-un proces de compresie, gazul este acum comprimat atâta timp câtpână când a atins temperatura necesară pentru funcționarea sistemului de încălzire. Acum gazul se lichefiază din nou și este eliberat în circuitul de încălzire. O sondă furnizează în medie 30 - 50 de wați pe metru de adâncime.
Costuri de dezvoltare: aproximativ 7.000 euro
pompa de căldură: în medie 8.000
euro costuri de energie electrică pe an: 400 euro
JAZ: 3.82
Energia geotermală prin colectoare geotermale
Colectoarele geotermale sunt un bun substitut pentru sondele geotermale deoarece nu necesită aprobare oficială. De asemenea, sunt durabile și pot fi combinate cu energie solară termică. Colectoarele geotermale sunt sisteme plane de utilizare a energiei geotermale care sunt așezate sub suprafața pământului la o adâncime de unu până la doi metri - în funcție de regiune și de linia de îngheț. Există colectoare în spirală, colectoare de suprafață, colectoare de tranșee și coșuri geotermale. Acestea constau din țevi din plastic groase de doi până la patru centimetri, în funcție de natura solului, de adâncimea de așezare și de necesarul de încălzire. Saramura circulă și în colectoarele geotermale, care absoarbe energia din pământ și o transferă la pompa de căldură pentru comprimare. Un colector geotermal furnizează între zece și 25 de wați pe metru pătrat.
Costuri de dezvoltare: aproximativ 3.000 de euro (pentru lucrări de terasament autodirecționate)
Pompa de căldură: în medie 8.000 de euro
costuri de energie electrică pe an: 450 de euro
JAZ: 3,82
Energia din apă
Apele subterane au o temperatură de zece grade Celsius pe tot parcursul anului de la o adâncime de zece metri și, prin urmare, pot fi utilizate ca sursă de energie pentru o pompă de căldură. Din păcate, nu este posibil să se utilizeze această sursă de energie peste tot, deoarece apa subterană nu este întotdeauna disponibilă într-o calitate adecvată - prea mult fier sau mangan - și din abundență. Puteți obține informații despre acest lucru de la autoritatea responsabilă cu apa, furnizorul de energie electrică sau printr-o analiză a apei. Pentru funcționarea unei pompe de căldură sunt necesare două puțuri. Un așa-numit puț de livrare, care transportă apa în sus și un puț de absorbție, care readuce apa înapoi. Aceste puțuri ar trebui săpate la o distanță de zece metri și, potrivit autorităților, să fie la aceeași adâncime.O pompă de căldură acționată de un puț furnizează zece kilowați de energie electrică cu doi metri cubi de apă.
Costuri de dezvoltare: Aproximativ 5.000 de euro
Pompa de căldură: Aproximativ 8.000 de euro
Costuri de energie electrică pe an: 360 euro
Factor de performanță anual (JAZ): 4.25
Energia din aer
Lucrul bun al aerului este că este mereu acolo și gratuit. Costurile de achiziție pentru o pompă de căldură aer-apă sunt mici și nu este necesară nicio autorizație. Randamentul energetic este mai mic decât în cazul alternativelor. Pentru a genera zece kilowați de energie electrică, aveți nevoie de 4.000 de metri cubi de aer pe oră. Puteți folosi pompa de căldură aer-apă pentru a vă răcori casa vara. Cu toate acestea, aveți nevoie de un al doilea sistem de încălzire pentru a garanta alimentarea cu căldură chiar și atunci când temperatura exterioară este scăzută. În timpul funcționării, un ventilator aspiră aerul din mediu și îl transmite către evaporator. Aici este comprimat până când se atinge temperatura necesară pentru încălzirea sau încălzirea apei.
Costuri de dezvoltare: aproximativ 250 de euro
Pompa de căldură: în medie 10.000 de euro
Costurile energiei electrice pe an: 600 euro
JAZ: 3,32
Apele subterane au o temperatură de zece grade Celsius pe tot parcursul anului de la o adâncime de zece metri.
„Aer fierbinte” este un cuvânt străin
Dintre toate pompele de căldură, pompele de căldură cu aer sunt cele mai ieftine. Dispozitivele sunt mature din punct de vedere tehnic, ușor de instalat și, prin urmare, devin interesante pentru tot mai mulți proprietari de case. Pompele de căldură cu aer câștigă popularitate ca sisteme de încălzire și pentru prepararea apei calde în case unifamiliale. Și asta se aplică atât construcției de case noi, cât și modernizării încălzirii. Pompa de căldură cu aer este acum cel mai bine vândut sistem de pompă de căldură din Germania. Dar care este secretul succesului pompelor de căldură sursă de aer? Ce pot face aceste dispozitive? Ce costă Și ce orientări există pentru proprietarii de case atunci când cumpără o pompă de căldură cu sursă de aer? Vrem să abordăm aceste întrebări fundamentale mai jos.
Potențialul pompelor de căldură sursă de aer
Pompele de căldură cu aer sunt disponibile în diferite modele. În așa-numita construcție monobloc, dispozitivele pot fi instalate fie în exterior, în grădină, fie în interior, în subsol, într-un colț al casei. Alternativ, există pompe de căldură cu aer în design divizat (pompe de căldură divizate), în care o parte a dispozitivului se află în subsol sau în camera de utilitate, iar cealaltă parte este în aer liber, de obicei direct pe peretele casei. Aceste dispozitive sunt considerabil mai ieftine decât dispozitivele monobloc, ceea ce ar putea explica marea lor popularitate și creșterea puternică din trecutul recent.
În al treilea rând, pompele de căldură cu apă menajeră se încadrează în categoria pompelor de căldură cu aer. Cu toate acestea, aceste dispozitive nu pot fi utilizate pentru încălzirea adecvată; ele încălzesc doar apa pentru bucătărie și baie. Încălzirea centrală tradițională, cum ar fi gazul sau petrolul, continuă să fie utilizată pentru încălzire. Căldura uzată neutilizată de la aceste cazane și alte aparate electrice de uz casnic, cum ar fi mașinile de spălat sau congelatoarele, este captată de pompa de căldură a apei menajere prin aerul evacuat și astfel încălzește apa potabilă. Își găsește locul în camera cazanului sau în camera de utilitate și este un exemplu practic al modului în care eficiența energetică în casă poate fi mărită.
Toate cele trei dispozitive au în comun faptul că extrag căldura din aerul ambiant și o eliberează în apă, care este păstrată într-un rezervor de stocare a apei potabile, rezervor tampon sau rezervor combinat pentru încălzire și apă potabilă. Unitățile monobloc și split separă căldura din aerul exterior, în timp ce unitățile de apă menajeră extrag căldura din aerul camerei. De aceea pompele de căldură cu aer se numesc strict pompe de căldură aer / apă (sursă de căldură / mediu de transfer de căldură). Alternativ, există și pompe de căldură aer-aer care emit energia conținută în aerul exterior direct în aerul camerei. Aceste dispozitive sunt utilizate în case pasive cu consum redus de energie, dar nu au fost încă incluse în statisticile Asociației Federale.
Puterea de încălzire a pompelor de căldură cu aer
Dacă pompa de căldură cu aer extrage căldura din aerul exterior pentru încălzire, se pune întrebarea cu privire la modul în care aerul rece cu gheață poate fi folosit pentru încălzire iarna la temperaturi minus. Acest lucru se datorează faptului că, din punct de vedere fizic, nu există „frig”, ci doar diferențe de temperatură bazate pe zero absolut (-273,15 ° C / 0 Kelvin). Cu ajutorul energiei din aerul ambiant, o pompă de căldură cu aer evaporă un agent frigorific cu un punct de fierbere sub -10 ° C. Prin urmare, chiar și temperaturile minus sunt suficiente pentru evaporarea acestui agent frigorific și încălzirea acestuia cu o pompă de căldură cu aer în timpul iernii. Dacă temperatura exterioară scade sub punctul de fierbere, un element electric de încălzire pornește.
Agentul frigorific gazos este apoi comprimat cu un compresor și adus la un nivel de temperatură mai ridicat (pompat). Acest lucru necesită electricitate, care va juca un rol central în cele ce urmează. Căldura câștigată este transferată în apă printr-un schimbător de căldură. Gazul se lichefiază din nou, este relaxat și ciclul începe din nou.
Cu acest principiu tehnic, pompele de căldură cu aer realizează o putere de încălzire de până la 20kW (vârf până la aproximativ 50kW) și temperaturi de curgere de până la aproximativ 60 ° C, ceea ce este suficient pentru o casă unifamilială. De regulă, se spune că o pompă de căldură cu aer trebuie să circule în jur de 400 de metri cubi de aer pe oră pentru un kW. Puterea de încălzire a unei pompe de căldură cu aer depinde de cât de „rece” este sursa de căldură (aerul exterior) și de cât de „caldă” trebuie să fie mediul de transfer de căldură (apă pentru încălzire, bucătărie și baie). Aici intră în joc curentul menționat anterior. Cu cât această diferență de temperatură (cursă) este mai mare, cu atât mai multă energie consumă compresorul pompei de căldură cu aer pentru a comprima căldura câștigată din mediu până la nivelul dorit de temperatură.De aceea, puterea de încălzire a pompelor de căldură cu aer este specificată în conformitate cu EN 14511 în raport de temperatura aerului de 2 ° C la temperatura de curgere 35 ° C.
Așa-numita valoare COP (Coeficientul de performanță) arată cât de multă energie consumă unitatea pompei de căldură. Pentru proprietarii de case, aceasta este o valoare de comparație foarte bună pentru performanțele diferitelor dispozitive și producători. Este cuprins între 3,0 și 4,4 între producători și dispozitive și este, de asemenea, dat în raportul de temperatură a temperaturii aerului de 2 ° C la temperatura de curgere a 35 ° C. Cu cât valoarea COP este mai mare, cu atât pompa de căldură a sursei de aer este mai eficientă. O valoare COP de 3,7 cu o putere de căldură de 9,5 kW înseamnă că pompa de căldură a sursei de aer de la 1 parte de energie electrică (2,56 kW) și 2,7 părți de energie de mediu (6,94 kW) 3,7 părți de putere termică (9, 50kW).
Valoarea COP este măsurată în condiții de laborator și reflectă doar performanța unității pompei de căldură. În practică, pompele de căldură sursă de aer realizează valori ceva mai mici. Prin urmare, eficiența efectivă în funcționarea de zi cu zi este dată ca factor de performanță anual (JAZ). Un test pe termen lung efectuat de Fraunhofer ISE a arătat că pompele de căldură cu aer ating un JAZ de 2,9 în clădirile noi și un JAZ de 2,6 în clădirile existente.
Pentru proprietarii de case, acest joc numeric reprezintă provocarea de a menține temperatura de curgere în casă cât mai scăzută posibil. Economisirea energiei permite, de exemplu, utilizarea radiatoarelor cu temperatură scăzută, încălzirii prin pardoseală sau a radiatoarelor de suprafață mare, precum și o bună izolare termică a casei.
Proprietarii de case pot amortiza costurile de achiziție pentru o pompă de căldură sursă de aer oarecum cu finanțare de la Oficiul Federal pentru Economie și Control al Exporturilor (BAFA).
Costul pompelor de căldură sursă de aer
Gama de preț a pompelor de căldură sursă de aer este imensă, în funcție de designul și capacitatea de încălzire a dispozitivului și de modul în care dispozitivul poate fi amplasat la fața locului. Pentru prima dvs. orientare, am compilat prețurile dispozitivelor a doi mari producători germani de pompe de căldură cu sursă de aer din listele lor actuale de prețuri.
- Pompe de căldură cu apă menajeră: 2.500 € - 3.100 €
- Pompele de căldură împărțite de la 3kW la 13kW: 4.000 € - 9.000 €
- Pompe de căldură aer / apă pentru
instalare în interior: - până la 12kW: 8.500 € - 11.000 €
- 12kW la 18kW: 12.000 € - 16.000 € - Pompe de căldură aer / apă pentru
instalare în exterior: - până la 10kW: 7.000
- 11.000 € - pachet complet de până la 10kW, inclusiv apă caldă și depozitare tampon: 12.000
€ - 16.000 € - - 10 la 18kW: 12.000 € - 25.000 €
O ofertă în cele din urmă obligatorie, care include costurile de instalare și toate accesoriile, poate fi trimisă doar de o companie specializată după o inspecție la fața locului, dar puteți utiliza și următoarele calculatoare cu pompă de căldură pentru o comparație rapidă. De exemplu, liniile de agent frigorific pentru pompele de căldură separate costă în jur de 500 de euro pe 25 de metri. Proprietarii pot încheia tarife speciale pentru energia electrică de la furnizorul lor local de bază.
Calculator pompa de caldura
Subvenții pentru o pompă de căldură cu aer
Proprietarii de case pot amortiza costurile de achiziție pentru o pompă de căldură cu sursă de aer cu finanțare de la Oficiul Federal pentru Economie și Control al Exporturilor (BAFA). Subvenția de bază este de cel puțin 1.500 de euro. De la 1 ianuarie 2018, finanțarea trebuie solicitată înainte de implementarea măsurii și nu ulterior. Cu toate acestea, condiția prealabilă este că pompa de căldură cu aer este utilizată pentru încălzirea și prepararea apei calde, nu doar pentru prepararea apei. De asemenea, pompele de căldură aer / aer sunt excluse de la finanțare. BAFA a elaborat pe site-ul său o listă a tuturor pompelor de căldură sursă de aer eligibile pentru finanțare.
Guvernul federal subvenționează instalarea pompelor de căldură eficiente. Pentru sistemele din clădirile noi, constructorul primește zece euro pentru fiecare metru pătrat încălzit de spațiu locativ până la o limită superioară de 2.000 de euro. Pentru conversia sistemelor de încălzire vechi în pompe de căldură, există chiar 20 de euro pe metru pătrat de spațiu locativ, cu maximum 3.000 de euro.
Sigiliul de aprobare pentru pompele de căldură sursă de aer
Ca ultim sfat, constructorii ar trebui să respecte două sigilii de aprobare dacă sunt interesați de o pompă de căldură cu sursă de aer: Sigiliul de aprobare EHPA al asociației europene a pompelor de căldură definește standarde uniforme de calitate pentru producătorii de pompe de căldură. Certificarea EUCERT de la aceeași asociație identifică instalatorii de pompe de căldură certificate de UE.
