Pompă de căldură aer-apă: cum funcționează, ce consum are și pentru ce case este potrivită

O pompă de căldură aer-apă preia energie termică din aerul exterior și o transferă către apa care circulă prin instalația de încălzire a locuinței. Apa încălzită poate alimenta încălzirea în pardoseală, radiatoare, ventiloconvectoare și, printr-un boiler dedicat, poate fi utilizată pentru prepararea apei calde menajere.

Principiul este relativ simplu. Rezultatul obținut într-o casă reală depinde însă de mult mai mult decât modelul pompei instalate lângă clădire.

Contează împreună:

• necesarul termic al casei;
• temperatura exterioară;
• temperatura de tur necesară;
• tipul terminalelor de încălzire;
• debitul instalației;
• dimensionarea echipamentului;
• modularea compresorului;
• prepararea apei calde menajere;
• automatizarea;
• calitatea montajului și a reglajelor.

De aceea, două locuințe cu aceeași suprafață pot avea consumuri foarte diferite chiar dacă folosesc pompe de căldură de puteri apropiate.

O casă bine izolată, cu o instalație capabilă să mențină confortul la temperaturi reduse ale apei, oferă pompei condiții favorabile de funcționare. În schimb, o clădire cu pierderi termice mari și radiatoare care solicită temperaturi ridicate poate obliga același tip de echipament să funcționeze într-un regim mai solicitant.

Înainte de întrebarea:

„Ce pompă de căldură cumpăr?”

ar trebui să existe răspunsul la două întrebări mai importante:

„De câtă căldură are nevoie casa?”

și

„La ce temperatură trebuie furnizată această căldură?”

Pentru comparația cu alte tehnologii — aer-aer, sol-apă sau apă-apă — există separat ghidul complet despre pompe de căldură. Aici ne concentrăm exclusiv asupra sistemelor aer-apă.

Ce este și cum funcționează o pompă de căldură aer-apă

Pompa aer-apă folosește aerul exterior drept sursă de energie și apa instalației drept mediu prin care energia este distribuită în clădire.

În funcție de proiect, poate alimenta:

• încălzire în pardoseală;
• radiatoare;
• ventiloconvectoare;
• boiler pentru apă caldă menajeră.

Modelele reversibile pot fi utilizate și pentru răcire dacă instalația interioară este proiectată pentru această funcție.

Spre deosebire de o centrală pe gaz sau pe combustibil solid, pompa nu produce în principal energie termică prin ardere. Nici nu funcționează precum o rezistență electrică simplă care transformă direct energia electrică în căldură.

Energia electrică este utilizată în principal pentru funcționarea:

• compresorului;
• ventilatorului;
• pompelor;
• automatizării și componentelor auxiliare.

Prin circuitul frigorific, energia existentă în aerul exterior este preluată și transferată către apa instalației.

Circuitul frigorific, pe scurt

Procesul poate fi înțeles prin patru etape principale:

preluarea energiei din aer → comprimare → transfer către apă → expansiune

Agentul frigorific circulă într-un circuit închis și își modifică presiunea, temperatura și starea în diferite zone ale sistemului.

În timpul funcționării normale, agentul frigorific nu este consumat. Rolul lui este să permită transferul energiei din aerul exterior către instalația termică.

În unitatea exterioară, ventilatorul deplasează aerul prin schimbătorul de căldură. Agentul frigorific aflat în circuit preia energie din aer și trece prin procesul pentru care este proiectat schimbătorul.

Aerul care părăsește unitatea este mai rece deoarece o parte din energia lui a fost transferată către circuitul frigorific.

Agentul frigorific ajunge apoi la compresor.

Compresorul îi crește presiunea, iar temperatura agentului frigorific crește odată cu comprimarea. Aceasta este una dintre etapele în care pompa utilizează energie electrică.

După comprimare, energia este cedată către circuitul de apă al instalației printr-un schimbător de căldură.

Apa încălzită poate pleca, de exemplu, către:

pompă → tur → distribuitor → încălzire în pardoseală → retur

sau:

pompă → tur → radiatoare → retur

Temperaturile reale trebuie stabilite după instalația concretă.

După transferul energiei, agentul frigorific trece prin etapa de expansiune. Presiunea și temperatura scad, iar ciclul poate începe din nou.

Cum poate lua căldură din aer când afară este sub 0°C

Faptul că temperatura exterioară este:

0°C, -5°C sau -10°C

nu înseamnă că aerul nu mai conține energie termică.

Circuitul frigorific este proiectat pentru a putea prelua energie și la temperaturi mult mai mici decât cele pe care noi le percepem drept „calde”.

Totuși, pe măsură ce temperatura exterioară scade, condițiile de funcționare devin mai dificile.

În acel moment trebuie analizate împreună:

• puterea termică disponibilă;
• consumul electric;
• COP-ul;
• temperatura de tur;
• ciclurile de degivrare;
• necesarul termic al clădirii.

De aceea, afirmația:

„pompa funcționează până la -20°C”

nu este suficientă pentru alegerea echipamentului.

Trebuie să știm și:

• ce putere furnizează la acea temperatură;
• la ce temperatură a apei;
• cu ce eficiență;
• dacă această putere acoperă necesarul casei.

Capacitatea de a continua să funcționeze și capacitatea de a acoperi necesarul clădirii sunt două lucruri diferite.

Eficiența unei pompe aer-apă: COP, SCOP și temperatura de tur

Unul dintre avantajele tehnice ale pompei de căldură este că poate transfera către instalație mai multă energie termică decât energia electrică utilizată pentru funcționarea sistemului.

Raportul dintre energia termică furnizată și energia electrică utilizată într-un anumit punct de funcționare este exprimat prin COP.

De exemplu, dacă într-o anumită situație pompa furnizează aproximativ:

4 kWh energie termică

pentru:

1 kWh energie electrică,

COP-ul pentru acel punct este aproximativ:

4.

Acesta este doar un exemplu conceptual.

Nu înseamnă că pompa va funcționa permanent cu COP 4.

COP-ul se modifică în funcție de condițiile de lucru.

De ce COP-ul se schimbă

Cele două variabile foarte importante sunt:

• temperatura aerului exterior;
• temperatura apei produse de pompă.

Dacă afară sunt +7°C, condițiile sunt diferite față de o zi cu -7°C.

La fel, o pompă care trebuie să producă apă la 35°C lucrează în alte condiții decât atunci când trebuie să producă 55°C.

Din acest motiv, valoarea:

„COP 5”

nu spune suficient dacă nu știm punctul la care a fost măsurată.

În documentațiile tehnice apar frecvent notații de tip:

A7/W35

unde, simplificat:

• A7 = aer exterior la 7°C;
• W35 = apă la 35°C.

Dacă vrem să comparăm două modele, trebuie să folosim condiții comparabile.

Nu are sens să comparăm un COP declarat la A7/W35 cu o valoare măsurată la A-7/W55 și să tragem concluzia că primul echipament este automat superior.

COP și SCOP nu sunt același lucru

COP descrie performanța într-un anumit punct.

SCOP încearcă să ofere o imagine sezonieră standardizată asupra performanței.

SCOP este util pentru comparația echipamentelor, dar nici el nu poate spune exact cât va consuma casa ta.

Consumul real este influențat de:

• necesarul termic;
• clima locală;
• temperatura interioară setată;
• temperatura de tur;
• producerea ACM;
• degivrări;
• rezistența electrică auxiliară;
• reglajele sistemului.

Din acest motiv, subiectul este tratat separat și mai detaliat în articolul despre consumul pompei de căldură.

De reținut: eficiența nu aparține numai pompei. Ea rezultă din relația dintre echipament și instalația în care pompa trebuie să funcționeze.

Cum se integrează pompa aer-apă în instalația casei

O pompă de căldură aer-apă nu trebuie aleasă separat de sistemul pe care îl va alimenta.

Una dintre cele mai importante informații este temperatura de tur necesară pentru ca locuința să rămână confortabilă în perioadele reci.

Această temperatură depinde de:

• pierderile termice ale camerelor;
• dimensiunea terminalelor;
• debitul instalației;
• temperatura de retur;
• modul de utilizare a casei.

Aceeași pompă poate avea rezultate diferite într-o instalație care funcționează la 35°C față de una care necesită 55°C.

Încălzirea în pardoseală

Încălzirea în pardoseală este frecvent asociată cu pompele de căldură deoarece folosește o suprafață mare pentru transferul energiei.

Într-un proiect corect, acest lucru permite funcționarea cu temperaturi relativ reduse ale agentului termic.

Pentru pompă, un regim de temperatură redusă poate fi favorabil eficienței.

Totuși, existența pardoselii nu garantează automat un consum mic.

Trebuie să fie corecte:

• necesarul termic;
• pasul țevii;
• lungimea circuitelor;
• debitele;
• echilibrarea;
• temperatura de tur.

Pentru proiectarea părții radiante există separat ghidul despre încălzirea în pardoseală.

Radiatoarele

Pompele aer-apă pot funcționa și cu radiatoare.

Întrebarea corectă este dacă radiatoarele pot furniza puterea necesară camerelor la temperatura de apă pe care vrem să o utilizăm.

Un radiator care furnizează suficientă putere într-un regim de temperatură ridicat poate avea o putere semnificativ mai mică atunci când temperatura apei este redusă.

Într-o renovare trebuie verificată relația:

necesarul camerei ↔ radiatorul existent ↔ temperatura de tur necesară

În funcție de rezultat, pot exista mai multe soluții:

• radiatoarele existente rămân;
• anumite radiatoare sunt mărite;
• se adaugă corpuri suplimentare;
• se folosesc ventiloconvectoare în anumite zone;
• se reduc pierderile termice ale clădirii.

Nu este corectă afirmația generală:

„pompa de căldură nu funcționează cu radiatoare”.

Este corect însă că o instalație care solicită temperaturi foarte ridicate poate obliga pompa să lucreze într-un regim mai dificil.

Monobloc sau split

Pompele aer-apă pot avea arhitecturi diferite, iar două dintre cele mai întâlnite sunt monobloc și split.

La monobloc, circuitul frigorific este concentrat în unitatea exterioară, iar către instalația casei circulă apă sau agent termic.

La split, legătura dintre unitatea exterioară și cea interioară este frigorifică, iar circuitul de apă rămâne în interior.

Diferența influențează:

• traseele;
• protecția la îngheț;
• modul de instalare;
• spațiul tehnic;
• lucrările frigorifice.

Nu stabilește însă automat care echipament este mai eficient.

Comparația completă este tratată separat în articolul pompă de căldură monobloc vs split.

Dimensionarea corectă a unei pompe de căldură aer-apă

Alegerea puterii numai după suprafața casei este una dintre cele mai frecvente simplificări greșite.

Formula:

„150 m² = pompă de X kW”

poate servi cel mult ca orientare foarte preliminară.

Două case de 150 m² pot avea necesare termice complet diferite.

Contează:

• nivelul de izolație;
• suprafața vitrată;
• tâmplăria;
• geometria clădirii;
• infiltrațiile de aer;
• temperatura interioară dorită;
• condițiile climatice.

Mai mult, puterea necesară clădirii trebuie comparată cu puterea pe care pompa o poate furniza la:

temperatura exterioară de proiect + temperatura de tur necesară.

Nu este suficient să vedem cifra din denumirea comercială a modelului.

Pentru metodologia de selecție există articolul dedicat despre dimensionarea pompei de căldură.

Pentru o estimare inițială poate fi utilizat și calculatorul pentru pompă de căldură, fără ca acesta să înlocuiască analiza tehnică finală.

O pompă supradimensionată nu este automat „mai sigură”.

În perioadele în care casa solicită puțină energie, un echipament prea mare poate avea dificultăți în a reduce suficient puterea și poate ajunge la porniri și opriri mai frecvente.

La polul opus, o pompă subdimensionată poate necesita prea mult ajutor din partea sursei auxiliare sau poate să nu acopere strategia de încălzire stabilită pentru condițiile de proiect.

De aceea trebuie analizate atât:

• puterea maximă necesară;
• cât și capacitatea pompei de a modula la sarcini reduse.

Pentru proiectele complete, integrarea echipamentului cu instalația termică, ACM și partea hidraulică este prezentată și pe pagina Pompe de căldură – Pro Instal House.

Important: o pompă de căldură aer-apă nu este un aparat care poate fi evaluat separat de restul instalației. Performanța reală rezultă din combinația dintre clădire, puterea aleasă, temperatura de tur, terminale, hidraulică și reglaje.

Funcționarea iarna și degivrarea

Funcționarea la temperaturi negative este unul dintre cele mai importante subiecte atunci când analizăm o pompă de căldură aer-apă.

Pompa poate continua să preia energie din aer și atunci când temperatura exterioară scade sub 0°C. Totuși, pe măsură ce aerul devine mai rece, condițiile de funcționare se modifică.

În general:

• necesarul termic al casei crește;
• temperatura sursei exterioare scade;
• compresorul lucrează într-un regim mai solicitant;
• COP-ul poate scădea;
• ciclurile de degivrare pot deveni mai frecvente.

Este exact perioada în care clădirea are nevoie de mai multă căldură, iar pompa trebuie să o producă în condiții mai dificile.

De aceea, dimensionarea nu trebuie făcută doar după puterea declarată într-un punct favorabil.

Trebuie verificat ce poate furniza modelul la combinații relevante pentru proiect, de exemplu:

• temperatură exterioară negativă;
• apă la 35°C;
• apă la 45°C;
• apă la 50–55°C, dacă instalația o cere.

O pompă comercializată ca model de 8 kW nu trebuie presupusă automat ca având 8 kW disponibili în orice condiții.

Puterea disponibilă și eficiența trebuie citite împreună cu temperatura exterioară și temperatura apei.

De ce apare degivrarea

În timpul funcționării, aerul exterior trece prin schimbătorul unității.

În anumite condiții de:

• temperatură;
• umiditate;

pe suprafața schimbătorului se poate forma gheață.

Aceasta reduce trecerea aerului și transferul termic.

Pompa trebuie atunci să elimine gheața printr-un ciclu de degivrare.

Degivrarea este un proces normal pentru o pompă aer-apă.

Nu înseamnă că echipamentul este defect.

Trebuie investigată însă situația dacă apar:

• schimbător permanent acoperit cu gheață;
• degivrări neobișnuit de frecvente;
• acumulări mari de gheață sub unitate;
• ventilator afectat de gheață;
• cicluri care nu reușesc să curețe schimbătorul;
• scădere evidentă a performanței.

Cauza poate ține de mai mulți factori și nu trebuie presupusă înainte de verificare.

Evacuarea apei de degivrare

După topirea gheții rezultă apă.

Aceasta trebuie să aibă unde să se evacueze.

Dacă apa rămâne sub unitatea exterioară și îngheață repetat, se poate forma o masă importantă de gheață.

De aceea, poziționarea echipamentului trebuie să țină cont de:

• drenaj;
• teren;
• înălțimea față de sol;
• temperaturile de iarnă;
• accesul pentru service.

Acest aspect trebuie rezolvat din etapa de montaj, nu după prima iarnă. Detaliile privind poziția unității, traseele și drenajul sunt tratate separat în ghidul despre instalarea pompei de căldură.

Prepararea apei calde menajere

O pompă aer-apă poate alimenta atât încălzirea locuinței, cât și un boiler pentru apă caldă menajeră.

În regimul de ACM, automatizarea redirecționează energia către boiler, iar după atingerea temperaturii stabilite sistemul revine la încălzirea clădirii.

Acesta este un regim diferit de încălzirea în pardoseală sau de alimentarea radiatoarelor.

Pentru prepararea apei calde sunt necesare, de regulă, temperaturi mai ridicate decât pentru o instalație de pardoseală.

Din acest motiv, producerea ACM influențează:

• timpul de funcționare;
• temperatura de lucru;
• consumul total;
• strategia de control.

Într-o casă cu necesar redus pentru încălzire, consumul pentru apă caldă poate reprezenta o parte importantă din energia anuală.

Alegerea boilerului

Boilerul nu trebuie ales doar după numărul de litri.

Trebuie analizate:

• numărul utilizatorilor;
• obiceiurile de consum;
• volumul necesar;
• suprafața schimbătorului;
• capacitatea de transfer;
• spațiul disponibil.

Un boiler nepotrivit poate obliga pompa să funcționeze mai mult timp sau într-un regim mai puțin favorabil.

Boilerul face parte din proiectul sistemului.

Nu este o componentă pe care o alegem separat după montarea pompei.

Dacă instalația include recirculare ACM, trebuie luate în calcul și pierderile prin conducte.

Recircularea oferă confort, dar dacă funcționează permanent poate răci boilerul și poate crește numărul ciclurilor de reîncălzire.

De aceea, conductele trebuie izolate corespunzător, iar funcționarea recirculării trebuie controlată în funcție de proiect.

Răcirea cu pompă de căldură aer-apă

Modelele reversibile pot produce apă rece vara.

Asta nu înseamnă însă că orice instalație de încălzire poate fi folosită automat pentru răcire.

Terminalele trebuie să fie compatibile cu acest regim.

Ventiloconvectoarele sunt o soluție frecvent utilizată deoarece aerul este trecut forțat printr-un schimbător alimentat cu apă rece.

Acestea pot asigura atât răcire, cât și încălzire.

Trebuie prevăzută însă evacuarea condensului.

Și sistemele radiante pot fi utilizate pentru răcire în anumite proiecte, dar aici controlul punctului de rouă devine esențial.

Dacă temperatura unei suprafețe scade suficient de mult față de temperatura și umiditatea aerului, apare condens.

Din acest motiv, temperatura apei nu trebuie redusă fără control.

Sistemul poate necesita monitorizarea:

• temperaturii agentului termic;
• temperaturii suprafeței;
• temperaturii interioare;
• umidității;
• punctului de rouă.

Răcirea radiantă trebuie proiectată pentru această funcție.

Nu este doar încălzire în pardoseală alimentată vara cu apă cât mai rece.

Schema hidraulică și debitul instalației

Pompa de căldură nu trebuie tratată ca un echipament care se conectează pur și simplu la tur și retur.

Circuitul hidraulic trebuie să asigure condițiile de funcționare cerute de echipament.

Asta poate include:

• debit suficient;
• volum de apă adecvat;
• filtrare;
• aerisire;
• vas de expansiune;
• supape;
• distribuție către zone;
• integrarea boilerului ACM.

Unele pompe includ deja anumite componente hidraulice, iar altele necesită componente suplimentare în camera tehnică.

De aceea, schema trebuie realizată pentru modelul concret.

Nu se copiază automat de la o altă lucrare.

Pentru principiile de racordare există și ghidul despre schema de montaj pentru pompa de căldură.

Debit, tur și retur

Energia termică trebuie transportată prin apă către instalație.

Pentru o anumită putere, transferul depinde de relația dintre:

• debit;
• temperatura de tur;
• temperatura de retur.

Dacă debitul este insuficient, pot apărea:

• diferențe mari de temperatură;
• transfer termic redus;
• alarme;
• funcționare instabilă.

Acest aspect devine important mai ales în instalațiile cu multe zone care se pot închide independent.

Dacă actuatoarele sau termostatele închid simultan o parte mare din circuite, trebuie să rămână asigurate condițiile minime cerute de pompă.

Racordare directă, volumizator sau puffer

Într-o instalație simplă, pompa poate alimenta direct circuitul de încălzire dacă sistemul asigură:

• debitul necesar;
• volumul necesar;
• stabilitatea hidraulică.

Această configurație poate reduce numărul de componente și consumurile auxiliare.

În alte proiecte poate fi necesar un volumizator sau un puffer.

Rolul acestora trebuie însă definit clar.

Un rezervor poate fi utilizat pentru:

• volum suplimentar;
• stabilizarea funcționării;
• separare hidraulică;
• gestionarea mai multor circuite.

Nu există regula:

„orice pompă de căldură are nevoie de puffer”.

Un puffer inutil poate:

• ocupa spațiu;
• crește costul;
• introduce pierderi suplimentare;
• complica automatizarea.

La fel, eliminarea lui dintr-o instalație care are nevoie de separare hidraulică poate crea alte probleme.

Soluția se stabilește după instalația concretă.

Alimentarea electrică și sursa auxiliară

O pompă de căldură aer-apă este un consumator electric important, iar instalația electrică trebuie verificată înainte de alegerea finală a echipamentului.

Trebuie cunoscute:

• puterea absorbită de pompă;
• alimentarea monofazată sau trifazată;
• puterea rezistenței auxiliare;
• protecțiile necesare;
• puterea disponibilă în clădire;
• ceilalți consumatori importanți.

Nu este suficient să analizăm doar consumul mediu.

Trebuie verificată și situația în care mai mulți consumatori funcționează simultan.

Rezistența electrică auxiliară

Multe pompe includ sau permit o rezistență electrică auxiliară.

În funcție de sistem, aceasta poate fi utilizată pentru:

• completarea puterii în anumite condiții;
• funcții de protecție;
• anumite regimuri de ACM;
• avarie;
• alte strategii prevăzute de producător.

Existența rezistenței nu înseamnă automat că pompa este dimensionată greșit.

Problema apare dacă sistemul ajunge să depindă foarte mult de ea în funcționarea normală.

Rezistența produce căldură prin conversie electrică directă, astfel încât utilizarea sa frecventă poate modifica semnificativ consumul total.

Dacă observăm o utilizare excesivă, trebuie analizate:

• dimensionarea;
• temperatura de tur;
• setările;
• temperatura exterioară;
• necesarul real al casei;
• strategia de control.

Automatizarea și temperatura de tur

O pompă bine dimensionată poate funcționa slab dacă automatizarea este setată necorespunzător.

Unul dintre cele mai importante instrumente de control este compensarea climatică.

Principiul este simplu:

când afară este mai cald, casa are nevoie de mai puțină energie și poate fi suficientă o temperatură mai mică a apei.

Când temperatura exterioară scade, automatizarea poate ridica progresiv temperatura de tur.

Valorile exacte trebuie adaptate clădirii.

Scopul nu este să producem apă cât mai fierbinte.

Scopul este:

cea mai mică temperatură de tur care menține confortul necesar.

Acest lucru poate oferi condiții mai bune de funcționare pentru pompă.

Dacă o casă poate fi încălzită cu 40°C, nu există un avantaj în a ține permanent instalația la 50°C doar pentru că „se încălzește mai repede”.

Reglajul trebuie realizat progresiv și urmărit în condiții reale.

Termostatele și zonele

Pompele de căldură pot beneficia de funcționare relativ stabilă, cu modularea puterii după necesar.

Dacă instalația este controlată exclusiv prin închiderea și deschiderea agresivă a multor zone, pot apărea:

• variații de debit;
• reducerea volumului activ;
• porniri și opriri frecvente.

Asta nu înseamnă că termostatele nu trebuie folosite.

Înseamnă că ele trebuie integrate corect cu:

• automatizarea pompei;
• curba climatică;
• schema hidraulică;
• debitele instalației.

Controlul camerei și controlul generatorului trebuie să funcționeze împreună.

Montajul și punerea în funcțiune

Calitatea instalării poate influența:

• eficiența;
• zgomotul;
• fiabilitatea;
• degivrarea;
• accesul pentru service.

Unitatea exterioară trebuie poziționată astfel încât să permită:

• circulația corectă a aerului;
• respectarea distanțelor cerute de model;
• accesul pentru intervenții;
• evacuarea apei de degivrare.

Trebuie evitate pozițiile în care aerul evacuat este recirculat către schimbător.

La fel, alegerea poziției doar pentru a obține cel mai scurt traseu nu este suficientă.

Trebuie analizate și:

• ferestrele;
• dormitoarele;
• terasele;
• pereții care pot reflecta zgomotul;
• vecinătățile.

Unitatea trebuie montată pe un suport stabil și trebuie limitată transmiterea vibrațiilor către structură.

O pompă cu valori acustice bune poate deveni deranjantă dacă vibrațiile ajung în peretele sau structura casei.

În camera tehnică trebuie păstrat spațiu suficient pentru componente și pentru service.

În funcție de sistem pot exista:

• boiler ACM;
• filtre;
• vase de expansiune;
• vane;
• puffer sau volumizator;
• pompe;
• automatizare.

Echipamentele nu trebuie înghesuite doar pentru a încăpea într-un spațiu mic.

Punerea în funcțiune

Finalizarea montajului mecanic nu înseamnă că instalația este gata.

Trebuie verificate, în funcție de proiect:

• presiunea;
• aerisirea;
• debitul;
• filtrele;
• alimentarea electrică;
• senzorii;
• setările de încălzire;
• setările ACM;
• curba climatică;
• sursa auxiliară;
• automatizarea zonelor.

Primele setări nu trebuie considerate automat finale.

Comportamentul clădirii trebuie urmărit în condiții reale.

Uneori sunt necesare ajustări ale:

• curbei climatice;
• debitelor;
• temperaturilor;
• programelor de ACM.

O pompă corect instalată nu trebuie evaluată doar după faptul că:

„face cald”.

Trebuie urmărit dacă realizează confortul necesar printr-o funcționare:

• stabilă;
• cu temperatură de tur rezonabilă;
• fără cicluri inutile;
• cu utilizarea controlată a rezistenței auxiliare.

Pentru toate etapele de amplasare, racordare și verificare există ghidul dedicat despre instalarea pompei de căldură.

De reținut: performanța unei pompe aer-apă nu este determinată de o singură componentă. Echipamentul, hidraulica, alimentarea electrică, automatizarea și punerea în funcțiune trebuie să formeze același sistem.

Pentru ce locuințe este potrivită o pompă de căldură aer-apă

O pompă de căldură aer-apă poate fi utilizată atât într-o casă nouă, cât și într-o locuință existentă.

Anul construcției nu decide singur dacă tehnologia este potrivită.

Mai importante sunt:

• necesarul termic al clădirii;
• nivelul de izolație;
• etanșeitatea;
• temperatura de tur necesară;
• tipul terminalelor;
• alimentarea electrică;
• spațiul tehnic;
• poziția posibilă a unității exterioare.

O casă nouă oferă avantajul că instalația poate fi proiectată de la început pentru pompă.

Putem stabili din faza de proiect:

• necesarul termic;
• încălzirea în pardoseală sau alte terminale;
• temperatura de tur;
• traseele;
• camera tehnică;
• boilerul ACM;
• poziția unității exterioare;
• alimentarea electrică.

Într-o clădire existentă trebuie analizat ce avem deja și cât de ușor poate fi adaptată instalația.

Casă veche și radiatoare existente

O locuință veche nu trebuie exclusă automat.

Trebuie verificată relația dintre:

pierderile clădirii → puterea radiatoarelor → temperatura de tur necesară.

Dacă locuința menține confortul cu temperaturi moderate ale agentului termic, condițiile pot fi favorabile.

Dacă sunt necesare temperaturi foarte ridicate, trebuie analizat dacă merită:

• mărirea radiatoarelor;
• adăugarea unor terminale;
• utilizarea unor ventiloconvectoare;
• reducerea pierderilor clădirii;
• îmbunătățirea izolației.

Uneori, înainte de schimbarea sursei de încălzire, este mai util să reducem necesarul energetic al clădirii.

Un test temporar cu o temperatură de tur mai redusă poate oferi informații utile despre comportamentul instalației existente, dar nu înlocuiește calculul termic. Rezultatul poate fi influențat de temperatura exterioară, inerția clădirii și reglajele din acel moment.

Când merită analizată mai serios această soluție

Un proiect pornește favorabil atunci când:

• necesarul termic este cunoscut;
• clădirea are pierderi rezonabile;
• instalația poate funcționa la temperaturi moderate;
• există spațiu pentru unitatea exterioară;
• camera tehnică permite integrarea echipamentelor;
• alimentarea electrică este adecvată;
• echipamentul poate fi dimensionat corect.

Încălzirea în pardoseală este frecvent asociată cu pompele aer-apă deoarece poate funcționa cu temperaturi reduse ale agentului termic.

Radiatoarele pot fi și ele compatibile dacă oferă puterea necesară la regimul proiectat.

Panourile fotovoltaice pot completa sistemul deoarece pompa utilizează energie electrică, dar nu trebuie pornit de la ideea că acestea vor acoperi permanent consumul de încălzire.

Iarna, necesarul termic este ridicat exact în perioada în care producția fotovoltaică poate fi mai redusă.

Automatizarea poate însă valorifica perioadele de producție pentru:

• încărcarea boilerului ACM;
• modificarea controlată a temperaturii;
• alte strategii permise de sistem.

Pompa trebuie dimensionată corect independent de existența fotovoltaicelor.

Situații în care proiectul trebuie analizat cu atenție

Există clădiri unde instalarea unei pompe este posibilă, dar simpla înlocuire a centralei nu este suficientă.

Trebuie analizat mai atent dacă avem:

• pierderi termice foarte mari;
• radiatoare subdimensionate;
• temperatură de tur foarte ridicată;
• instalație hidraulică degradată;
• spațiu tehnic insuficient;
• alimentare electrică limitată;
• amplasare dificilă a unității exterioare.

În asemenea cazuri poate fi necesară intervenția asupra întregului sistem.

Înlocuirea centralei nu înseamnă automat înlocuire „unu la unu”

O centrală convențională și o pompă de căldură pot alimenta aceeași instalație, dar regimurile lor optime de funcționare pot fi foarte diferite.

Dacă instalația existentă a fost exploatată permanent cu temperaturi ridicate, conectarea unei pompe fără verificarea radiatoarelor și a necesarului termic poate conduce la:

• temperaturi de tur ridicate;
• eficiență mai redusă;
• consum peste estimări;
• confort insuficient în anumite încăperi.

Ordinea corectă este:

clădire → necesar termic → terminale → temperatură de tur → hidraulică → pompă

nu:

cumpărăm pompa → încercăm după aceea să adaptăm instalația.

Pentru o evaluare mai largă a situațiilor în care investiția are sens există articolul despre avantajele și dezavantajele pompei de căldură.

Mentenanță, monitorizare și funcționare pe termen lung

Faptul că o pompă nu utilizează arderea unui combustibil în interiorul casei nu înseamnă că sistemul nu necesită verificări.

Instalația conține:

• componente frigorifice;
• componente hidraulice;
• pompe;
• filtre;
• senzori;
• componente electrice;
• automatizare.

Proprietarul poate urmări fără intervenții tehnice:

• starea unității exterioare;
• circulația liberă a aerului;
• acumulările neobișnuite de gheață;
• zgomotele diferite față de funcționarea normală;
• presiunea instalației;
• alarmele afișate;
• modificările evidente ale consumului;
• capacitatea sistemului de a menține temperatura dorită.

Frunzele, vegetația, zăpada sau alte obiecte nu trebuie să blocheze schimbătorul și ventilatorul.

Trebuie urmărită și zona în care se evacuează apa de degivrare.

Verificările tehnice se stabilesc după model și configurație și pot include, după caz:

• filtre;
• debit;
• presiune;
• vas de expansiune;
• pompe;
• senzori;
• conexiuni;
• automatizare;
• istoricul alarmelor;
• componente frigorifice atunci când există motive de verificare.

Nu există un singur interval universal valabil pentru orice echipament. Se respectă cerințele producătorului și condițiile instalației.

De ce merită monitorizat consumul

Datele de funcționare pot ajuta mult la înțelegerea sistemului.

Dacă putem urmări:

• energia electrică utilizată;
• temperatura exterioară;
• temperaturile de tur și retur;
• energia termică produsă, dacă echipamentul o raportează;

putem observa mai ușor schimbările.

Nu este util să interpretăm izolat fiecare oră.

Mai relevante sunt perioadele comparabile.

Un consum mai mare poate fi perfect normal dacă afară este mai frig.

Dar poate indica și:

• temperatură de tur crescută inutil;
• rezistență auxiliară utilizată excesiv;
• modificarea reglajelor;
• probleme de debit;
• schimbarea modului de utilizare a casei.

Greșeli frecvente la alegerea și exploatarea sistemului

Una dintre cele mai frecvente greșeli este alegerea exclusiv după suprafață.

Formula:

„am 150 m², deci îmi trebuie o pompă de X kW”

nu este suficientă pentru selecția finală.

Suprafața nu spune nimic despre:

• izolație;
• vitraje;
• infiltrații;
• geometria clădirii;
• temperatura interioară dorită;
• temperatura exterioară de calcul.

La fel de problematică este alegerea unui echipament mai mare „ca să avem rezervă”.

O pompă supradimensionată trebuie să funcționeze și atunci când necesarul casei este mic. Dacă nu poate reduce suficient puterea, poate apărea ciclarea.

Alegerea corectă a puterii este tratată separat în articolul despre dimensionarea pompei de căldură.

Alte greșeli frecvente sunt:

• compararea pompelor după un singur COP;
• ignorarea temperaturii de tur;
• montarea unui puffer fără un rol clar;
• copierea unei scheme hidraulice de la altă lucrare;
• reglarea pompei ca pe o centrală clasică;
• ignorarea zgomotului până după montaj;
• alegerea exclusiv după temperatura maximă din broșură.

Un COP bun într-un punct favorabil nu garantează automat un consum bun într-o instalație care funcționează la temperaturi ridicate.

La fel, o temperatură maximă de 65–70°C nu înseamnă că pompa ar trebui exploatată permanent în acel regim.

Scopul instalației este să găsim:

cea mai mică temperatură a apei care poate menține confortul necesar.

Pufferul trebuie utilizat când rezolvă o cerință concretă:

• volum;
• debit;
• separare hidraulică;
• gestionarea mai multor circuite.

Dacă nu putem explica ce problemă rezolvă, schema trebuie reevaluată.

Cum comparăm corect două oferte

O ofertă pentru pompă de căldură nu trebuie comparată numai după:

marcă + kW + preț.

Ar trebui să putem înțelege întregul sistem propus.

Dimensionare

Trebuie să fie clar:

• cum a fost determinată puterea;
• care este necesarul estimat al clădirii;
• ce temperatură exterioară a fost considerată;
• ce temperatură de tur a fost considerată;
• ce putere oferă modelul în acele condiții.

Echipament

Merită comparate:

• modelul exact;
• monobloc sau split;
• agentul frigorific;
• puterea la frig;
• puterea minimă;
• temperaturile de tur;
• alimentarea electrică;
• rezistența auxiliară;
• datele acustice.

Dacă trebuie aleasă arhitectura echipamentului, diferențele sunt detaliate în articolul pompă de căldură monobloc vs split.

Hidraulică

Oferta ar trebui să clarifice:

• filtrarea;
• vasul de expansiune;
• pompele;
• boilerul ACM;
• pufferul sau volumizatorul, dacă există;
• protecția la îngheț;
• modul de conectare cu instalația existentă.

Pentru principiile generale există și ghidul despre schema de montaj pentru pompa de căldură.

Montaj și punere în funcțiune

Trebuie stabilit:

• cine realizează montajul;
• cine face punerea în funcțiune;
• ce reglaje sunt incluse;
• cum este tratată degivrarea;
• cum este protejat traseul exterior;
• ce documentație primește beneficiarul.

Pompa nu ar trebui lăsată doar cu setările implicite fără o verificare a comportamentului instalației.

Checklist înainte de achiziție

Înainte de comanda unei pompe de căldură aer-apă, ar trebui să existe răspunsuri clare la următoarele puncte.

Clădire

• necesarul termic;
• nivelul de izolație;
• temperatura exterioară de calcul;
• temperatura interioară dorită.

Instalație

• pardoseală, radiatoare sau ventiloconvectoare;
• temperatura de tur necesară;
• debitul;
• modificările necesare.

Echipament

• puterea disponibilă în condițiile de proiect;
• puterea minimă;
• COP-ul în punctele relevante;
• monobloc sau split;
• agent frigorific;
• nivel acustic.

Camera tehnică

• boiler ACM;
• necesitatea unui puffer sau volumizator;
• acces pentru mentenanță;
• poziția filtrelor, pompelor și vanelor.

Exterior

• poziția unității;
• circulația aerului;
• evacuarea apei de degivrare;
• zgomotul;
• traseul până la camera tehnică.

Electric

• puterea disponibilă;
• monofazat sau trifazat;
• rezistența auxiliară;
• protecțiile necesare.

Service

• punerea în funcțiune;
• service-ul disponibil;
• piesele de schimb;
• condițiile garanției.

Dacă răspunsul la multe dintre aceste întrebări este:

„vedem după ce cumpărăm pompa”,

proiectul nu este încă suficient de bine definit.

Concluzie

O pompă de căldură aer-apă nu trebuie privită ca un aparat care înlocuiește pur și simplu centrala termică.

Este o componentă a unui sistem.

Performanța finală rezultă din relația dintre:

clădire → necesar termic → temperatură de tur → terminale → pompă → hidraulică → automatizare.

Pompa poate prelua energie din aer chiar și la temperaturi exterioare negative, însă capacitatea și eficiența se modifică odată cu condițiile de funcționare.

De aceea contează simultan:

• temperatura exterioară;
• temperatura de tur;
• dimensionarea;
• debitul;
• terminalele;
• montajul;
• reglajele.

O casă nouă cu instalație proiectată pentru temperaturi reduse poate oferi condiții foarte bune pentru o pompă aer-apă.

Dar tehnologia nu este rezervată exclusiv construcțiilor noi.

Și o locuință existentă poate fi potrivită dacă sunt evaluate corect:

• pierderile termice;
• radiatoarele;
• temperatura de tur;
• modificările necesare.

Înainte de alegerea modelului trebuie să existe răspuns la trei întrebări:

De câtă energie termică are nevoie casa în condițiile cele mai solicitante?

La ce temperatură trebuie furnizată această energie?

Ce model poate furniza puterea necesară în acele condiții, cu un regim de funcționare potrivit?

După ce acestea sunt cunoscute, putem decide corect:

• puterea pompei;
• monobloc sau split;
• schema hidraulică;
• boilerul ACM;
• pufferul sau volumizatorul;
• strategia de automatizare;
• integrarea cu fotovoltaicele;
• posibilitatea de răcire.

Așa este aleasă o pompă de căldură ca parte dintr-o instalație tehnică, nu doar ca produs dintr-un catalog.

Pentru proiectarea, montajul și integrarea completă cu instalația termică sunt disponibile și informațiile despre pompe de căldură – Pro Instal House.

Întrebări frecvente

Pompă de căldură aer-apă

Răspunsuri clare despre funcționare, consum, temperaturi negative, radiatoare, încălzire în pardoseală, apă caldă și alegerea corectă a unei pompe de căldură aer-apă.

Ce este o pompă de căldură aer-apă?

O pompă de căldură aer-apă preia energie termică din aerul exterior și o transferă către apa instalației de încălzire. Apa încălzită poate alimenta încălzirea în pardoseală, radiatoare, ventiloconvectoare sau un boiler pentru apă caldă menajeră.

Funcționează pompa de căldură aer-apă când afară sunt temperaturi negative?

Da, modelele proiectate pentru climat rece pot funcționa și la temperaturi negative. Totuși, pe măsură ce temperatura exterioară scade, trebuie verificate puterea termică disponibilă, COP-ul, temperatura de tur și frecvența ciclurilor de degivrare. Faptul că un model poate funcționa la o anumită temperatură minimă nu înseamnă automat că furnizează aceeași putere și eficiență ca la temperaturi exterioare mai ridicate.

Cât consumă o pompă de căldură aer-apă?

Consumul depinde de necesarul termic al clădirii, temperatura exterioară, temperatura de tur, COP, prepararea apei calde și reglajele sistemului. Două case cu aceeași suprafață pot avea consumuri foarte diferite. Subiectul este explicat separat în articolul despre consumul pompei de căldură.

Este pompa de căldură aer-apă potrivită pentru încălzirea în pardoseală?

Da. Încălzirea în pardoseală poate fi foarte potrivită deoarece permite, într-un sistem corect dimensionat, funcționarea cu temperaturi relativ reduse ale apei. Totuși, trebuie proiectate corect circuitele, debitele, pasul țevii și reglajele instalației.

Poate funcționa o pompă de căldură aer-apă cu radiatoare?

Da, dacă radiatoarele pot furniza puterea necesară camerelor la temperatura de tur pe care pompa o poate utiliza eficient. Într-o instalație existentă trebuie verificate dimensiunea radiatoarelor, pierderile termice ale camerelor și temperatura de tur necesară în zilele reci.

Ce diferență este între pompă de căldură aer-apă monobloc și split?

La monobloc, circuitul frigorific este concentrat în unitatea exterioară, iar spre casă circulă apă sau agent termic. La split, între unitatea exterioară și cea interioară circulă agent frigorific. Diferențele de montaj, protecție la îngheț și trasee sunt explicate în articolul pompă de căldură monobloc vs split.

Poate prepara și apă caldă menajeră?

Da. Pompa poate încălzi un boiler dedicat pentru apă caldă menajeră. Boilerul trebuie ales după numărul utilizatorilor, volumul necesar și capacitatea schimbătorului de a transfera energia produsă de pompă. Prepararea ACM se face la temperaturi diferite față de încălzirea în pardoseală și poate influența consumul total.

Este obligatoriu un puffer la pompa de căldură aer-apă?

Nu. Pufferul poate fi necesar în anumite instalații pentru volum suplimentar, debit, separare hidraulică sau gestionarea mai multor circuite, dar nu este obligatoriu în toate proiectele. Necesitatea lui trebuie stabilită după schema hidraulică, volumul instalației, puterea minimă a pompei și cerințele producătorului.

De câți kW trebuie să fie pompa de căldură pentru o casă?

Puterea nu trebuie aleasă doar după suprafața casei. Este necesar să fie analizate pierderile termice, temperatura exterioară de calcul, temperatura de tur și puterea pe care modelul o poate furniza în condițiile reale de lucru. Pentru explicații detaliate vezi ghidul despre dimensionarea pompei de căldură.

Merită o pompă de căldură aer-apă pentru o casă veche?

Poate merita, dar trebuie verificată instalația existentă. Contează nivelul de izolație, pierderile termice, dimensiunea radiatoarelor și temperatura de tur necesară. Uneori sunt suficiente modificări mici, iar în alte situații poate fi mai eficient să fie redus mai întâi necesarul termic al clădirii sau să fie adaptate terminalele de încălzire.