Modul de funcionare al pompelor de caldurPompele de caldur utilizeaz pentru nclzirea cldirii energia de la soare care este nmagazinat n pmnt. Curentul electric de la reea este folosit numai pentru acionarea compresorului din pompa de cldura i pentru pompa de recirculare. Pompele de cldur avnd ca surs apa sunt agregate de aer condiionat de sine stttoare, avnd ciclu reversibil. Pe scurt sistemul consta ntr-o instalaie asemntoare unui frigider. n pmnt alturi de cldire se monteaza nite conducte, acestea extrgnd cldura din apa freatic, dac exista sau din pmnt, trimind-o pompei de caldur. Temperatura la civa metri sub pmnt rmne relativ constant pe parcursul anului, dei temperatura exterioar variaz considerabil de la un anotimp la altul. Deci pmntul are capacitatea de a absorbi i de a stoca energia termic. Pentru utilizarea acesteia, cldura este preluata printr-un mediu lichid (lichid antigel pentru sistemele nchise i apa subteran pentru sistemele deschise) de unde este pompata n pompa de cldur. De aici printr-un schimbtor de cldur ap-ap sau ap-aer este folosit pentru nclzirea caloriferelor i ventilo-convertoarelor sau a aerului cu ventilo-convertoare. Compresorul ridic temperatura, la temperatura de lucru de 35-55grade. Vara procesul se inverseaz i cldura este preluata n interiorul pmntului prin intermediul lichidului. Compresorul scznd temperatura la temperatura de lucru de 10-12 grade. Exista mai multe tipuri de circuite inchise: - Bucla orizontal este de regul cea mai eficient atunci cnd exist suficient spaiu disponibil n apropiere (n curte) i anurile se sap uor. La circa 0,7-1,9m sub pmnt se dispun o serie de evi de plastic n paralel. antul este acoperit apoi cu grija pentru a nu deteriora evile. - Bucla vertical este preferata n cazurile n care nu exist suficient spaiu n curte sau trebuie pstrat configuraia terenului. Se foreaz guri verticale cu adncimi de 45-135m. Fiecare gaur conine o singur bucla n form de U la captul din pmnt. Apoi gaura este umplut cu pmnt sau cu substane speciale pentru a mbuntii transferul de caldura. Fiecara bucl vertical este conectat la o eav orizontal de unde se face legtura la pompa de cldur. Instalarea buclelor verticale este mai costisitoare datorit forajului, dar necesit mai puin eav dect la bucla orizontal. - Bucla n spiral este utilizata pentru micorarea numrului de anturi pentru o capacitate termic dat, dar necesit mai mult eav.eava este dispus n spiral, suprapus i apoi ngropat n ant. Lungimea antului scade cu creterea numrului de evi din ant i cu gradul de suprapunere a spiralei. - Bucla de lac este asemntoare cu bucla orizontal , evile aezndu-se pe fundul lacului. Costurile de instalare sunt minime i nu exist nici un impact asupra mediului. Circuitul deschis foloseste apa unui pu obinuit drept surs de cldur. Apa este pompat n pompa de cldur, iar apoi apa este evacuat ntr-un alt pu (de retur). Ambele puuri vor fi dimensionate i executate dup un calcul prealabil de ctre un specialist. Parti componente ale pompei de caldura : Compresor Colector Vas de vaporizare Condensator Auxiliare: Acumulator de ap Pompe de circulaie Tipuri de pompe funcie de sursa de energie de agentul termic de nclzire Sol/Sol preiau caldura din sol 0,7-1,9cm adncime De mare adncime - preiau caldura din puuri forate la 100-200 m De apa - preiau cldura din apa lacurilor sau rurilor De pnz freatic De aer n mediul nconjurtor/aer ventilaie n imobile Avantajele folosirii pompelor de caldura Economii mari prin reducerea consumului de combustibil Nu folosesc substane poluante Nu este nevoie de co de fum

1

Nu este nevoie de rezervor de combustibil Nu este nevoie de manipularea combustibililor i nici curairea courilor de funingine Sunt uor de ntreinut Lichidul de transport al cldurii are temperaturi sczute - 40C Sunt utilizati ageni frigorifici fr clor (dup noile reguli UE) Pompele de cldur comparativ cu centralele termice performante reduc consumul de energie cu 3/4. Efectiv pompa are nevoie de energie electric numai pentru funcionarea compresorului i n cazuri speciale (temperaturi foarte sczute 15 grade) de rezistene electrice. Costurile de instalare a unei pompe de cldur care funcioneaz i pe cldur i pe climatizare sunt comparabile cu cele pentru instalarea unei centrale termice performante; amortizare se face n maximum 3 4 ani de zile ( la condiiile concrete din Romania aceasta perioad se poate reduce la max. 2 ani). Cu ct suprafaa de nclzit este mai mare cu att investiia n pompa de cldur se amortizeaz mai repede. Evitarea polurii mediului cu fum coninnd (printre altele): - bioxid de carbon - dioxid de sulf - dioxid de azot - metale grele Pompele de cldur economisesc ntre 50-80% din costurile de nclzire; pentru fiecare kw energie electric utilizat, se obin 5 kw energie termic, cu costuri minime de ntreinere. Circuitul geotermal se gsete n pamnt, la adapost de condiii climatice i vandalism; pompele se monteaz n spaii nchise fr a modifica aspectul exterior al cldirilor. Se realizeaz economii fa de orice alt sistem clasic, se protejeaz resursele naturale i mediul, nu exist pericol de explozie, sunt silenioase i fiabile. Aplicaii tipice ale acestor sisteme sunt locuine mono sau multifamiliale, hoteluri i moteluri, magazine, centre comerciale, benzinrii, cldiri pentru birouri, spitale, bnci i coli, cldiri militare, sere, etc.

PRINCIPIUL DE FUNCIONARE AL POMPEI DE CALDUR CU COMPRIMARE DE VAPORI ACIONAT ELECTRIC (prescurtat PDC)

n cele ce urmeaza ne vom referi la acest tip de pomp de cldur, avnd n vedere c exist o multitudine de pompe de cldur funcie de fenomenul fizic sau chimic ce st la baza acestora. Pompa de cldur nu este o descoperire foarte nou. Certificatul ei de natere poate fi datat n timp la nceputul secolului XX odata cu inventarea frigiderului. La baza funcionrii PDC concureaz o serie de fenomene i legi ale fizicii. S enumerm cteva: Principiul al II lea al termodinamicii: "Cldura nu poate trece niciodat de la sine de la un corp cu temperatur mai joas la unul cu temperatur mai nalt " ( enunul lui Clausius). n secolul al- XIX - lea, cunoscutul fizician J. Watt a descoperit c un gaz care este comprimat degaj cldur i invers, dac este destins - absoarbe caldura! S vedem cum se regsesc aceste fenomene n funcionarea PDC: n timpul funcionrii PDC exist: un corp cu temperatura mai joas (de exemplu temperatura mediului ambiant - aer, apa, sol) pe care l vom numi sursa rece (i care ajunge n vaporizator); un corp cu temperatur mai mic dect a sursei reci numit agent frigorific (acesta conform principiului enunat poate prelua cldura sursei reci);

2

un corp care va trebui s primeasc, de la agentul frigorific, cldura (n condensator ), numit agent termic; Agentul frigorific, pe lng faptul c are un punct de fierbere foarte sczut (cca -2 C) are i proprietatea de a acumula energie transformndu-se din stare lichid n stare gazoas i poate uor ceda aceast cldur revenind la starea lichid iniial. n momentul cnd agentul frigorific devine gaz prin preluarea cldurii sursei reci, acesta este introdus ntr-un compresor (doar gazele se pot comprima - lichidele sunt incompresibile) iar n timpul compresiei (aa cum tim deja) temperatura agentului frigorific crete cu cteva zeci de grade, suficient s ajung la o temperatur mai mare dect a agentului termic i s-i poat ceda acestuia cldura. Dup ce agentul frigorific cedeaz energia agentului termic, revine treptat la starea iniial (lichid) i este trecut printr-un ventil de expansiune unde pierde presiunea acumulat n compresor. Din acest moment ciclul se repet iar pompa de cldur "pompeaz" cldur dinspre sursa rece spre agentul termic bineneles prin intermediul agentului frigorific i cu aportul compresorului.

PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE AL UNEI PDC AER - APA

Alte scheme intuitive:

Poate nu stiati ca frigiderul dvs este de fapt tot o PDC care insa functioneaza invers fata de cele prezentate mai sus: el raceste o incinta si incalzeste aerul din imediata vecinatate. Oricum o sa vedeti ca aceste fascinante masini sunt si reversibile!

3

In functionarea unei PDC agentul frigorific joaca un rol esential. In clipa de fata freonul, considerat ne-ecologic a fost inlocuit cu agenti frigorifici ecologici de tipul R407C , R134a sau similari. De asemenea se mai folosesc in unele cazuri si gaze lichefiate cum ar fi propanul sau bioxidul de carbon. Acestea se gasesc si sub forma libera in natura si de aceea pot fi considerate ecologice. Clasificarea PDC dupa sursa rece si agentul termic: PDC sol-apa ( sursa rece- solul, agent termic- apa) -in aceasta categorie includem si PDC cu vaporizare directa. PDC apa-apa (sursa rece- apa, agent termic- apa); PDC aer-apa (sursa rece- aerul, agent termic- apa) Bineinteles ca mai exista si cazurile sol-aer, apa-aer sau aer-aer.Cu totul exceptional vom aminti de unele din aceste sisteme, datorita faptului ca nu sunt utilizate decat in cazuri rare la sistemele de incalziredatorita eficientei scazute a agentului termic aerul (sistemele cunoscute sub denumirea generica de "aer conditionat" sunt de fapt PDC aer-aer iar COP-ul lor este sub 3). In schema se poate constata ca sursa rece este un rezervor cu apa ingropat in sol - numit si rezervor cu incalzire latenta - la incalzirea acestuia contribuind si panourile solare. A nu se confunda cu sistemul in cooperare PDC cu panouri solare.

ALTE TIPURI DE POMPE DE CALDURA FOLOSITE, RELATIV FRECVENT, IN PRACTICA:

Pompa de caldura cu comprimare de vapori actionata de un motor cu ardere interna.

Pompa de caldura cu absorbtie actionata cu gaze (GAHP).

4

POMPA DE CALDURA SOL-APA. CALDURA PAMANTULUIPDC sol-apa este o PDC foarte raspandita comparativ cu cea apa-apa si are ca "sursa rece" caldura solara acumulata in straturile superioare ale Pamantului. Practica a aratat si teoria a confirmat, ca incepind de la o anumita distanta in sol (cca15m), temperatura ramane relativ constanta , cu fiecare 30m in adincime temperatura crescand doar cu cca un grad Celsius. Daca suntem interesati doar de straturile superficiale, pina la adincimea de max 200-250 m, putem vorbi de o temperatura cuprinsa intre 8-16 grade Celsius.Pentru o PDC sol -apa aceasta temperatura este ideala pentru producerea energiei termice.PDC poate functiona doar daca temperatura "sursei reci" (deci a solului) nu depaseste 28-30 grade Celsius (cea minima fiind in jur de 8 C) Peste aceasta temperatura PDC sol - apa, si in general orice PDC, nu mai poate fi utilizata. Acelasi lucru este valabil si la temperaturi mai mici de cca 8 C. Pentru a evita posibilele confuzii pe care unii dintre noi ar putea usor sa le faca atunci cand se vorbeste de energia geotermala a Pamantului, va prezentam structura temperaturilor in profunzime, spre Centrul Pamantului:

Acest urias potential energetic aflat la mii de km adancime nu face obiectul folosirii PDC. Caldura necesara functionarii acestora se extrage doar din straturile superioare (care sunt incalzite, de fapt, de la Soare) si, asa cum am specificat, temperatura la care se folosesc PDC sol apa este intre cca. 8 C si 30 C. Folosirea PDC in cooperare cu izvoare geotermale de mare adancime, ce au temperaturi de mii de grade C (aceste izvoare numindu-se si" izvoare de roca fierbinte") este posibila doar dupa ce acestea din urma au pierdut potentialul si au ajuns la temperaturi compatibile cu functionarea unei PDC. Schema de principiu a unei instalatii de recuperare a caldurii din straturile de mare adancime (roca fierbinte) ale Pamantului si transformarea ei in energie electrica si energie termica de incalzire:

5

Precizarile de mai sus au fost facute in scopul evitarii confuziilor care apar de obicei in discutii legate de caldura geotermala a Pamantului. Lucrurile se vor putea usor lamuri daca se face precizarea de la inceput despre ce straturi ale Pamantului vorbim: despre straturile superioare (max. 250m) sau despre straturile inferioare (mii de km). In straturile superficiale ale Pamintului situatia sta in felul urmator:

Captarea "sursei reci" la PDC SOL- APA se poate face : cu captatoare plane - ingropate la cca 1-1.5 m (se mai pot folosi captatoare sub forma de spirala sau kunette) cu sonde de adancime - ce pot ajunge de la 50 la 100m (in cazuri speciale pot ajunge si la 250m) cu vaporizare directa dispusa in captatoare plane din cupru Sistemele de captare din sol mai sunt numite si sisteme cu "bucla inchisa".

POMPA DE CALDURA APA - APA

6

Sistemul apa-apa este numit si sistem de captare cu bucla deschisa. Viteza de curgere a apei prin vaporizator nu trebuie sa depaseasca 0.8m/s Vorbim despre PDC care poate realiza cel mai ridicat COP dintre toate PDC la care ne referim.Un astfel de sistem apa-apa poate ajunge usor la un COP=5 si chiar il poate depasi daca este bine realizat si corect dimensionat. De asemenea poate furniza puteri impresionante ajungand la mii de kW, pe o singura unitate sau cupland mai multe unitati de putere mai mica. Cu toate acestea, pana la ora actuala, cel putin in Europa, nu este cea mai raspandita PDC. Motivele sunt mai multe: calitatea apei trebuie sa indeplineasca practic calitatea apei potabile; apa extrasa din straturile freatice trebuie reinjectata in sol (putul de injectie trebuie sa fie amplasat la min. 15m in aval fata de directia de curgere a apei in panza freatica) pentru fiecare kW termic instalat este necesar un volum minim de apa de 160litri/ora, adica 0.16mc/ora (la min 8 C), debitul trebuind asigurat in orice moment de putul de extractie;. in UE exista reglementari foarte stricte privind acest gen de foraje.Calitatile impuse apei folosite ca sursa rece la o PDC:

conductibilitate electrica ph clorid sulfat nitrat oxigen amoniu fier si mangan sulfit clor liber depuneri

> 450 siemens/cm ( la temp. de 20 grade C) < 10 < 100 mg/l < 50 mg/l 8 C). Si in aceste situatii calitatea apei fiind esentiala. Folosirea unor filtre corespunzatoare poate rezolva cu succes acest impediment. RACIREA PASIVA. In cazul utilizarii PDC apa-apa este bine de stiut ca se poate folosi apa extrasa din sol la racirea directa ( pasiva )a spatiilor. Costurile de exploatare ale unui astfel de sistem sunt neglijabile (doar pompa de extragere a apei din put si pompele de recirculare). Exista, totusi si sisteme care fac exceptie. SISTEMUL KAPITHERM ,care foloseste distributia caldurii si frigului in pereti printr-o retea de vase capilare, reuseste sa realizeze racirea pasiva si la sistemele cu PDC sol-apa. Consideram utila prezentarea acestui sistem ce poate fi cu usurinta adaptat si la PDC apa-apa si cu sistem de distributie de joasa temperatura normal (podea, pereti, ventiloconvectoare) :

PDC AER-APA

7

PDC aer-apa cu modulul de aer in interior

PDC aer-apa cu modulul de aer in exterior.

Cu toate ca PDC aer apa are cel mai scazut COP dintre toate PDC la care facem referire, ea este, alaturi de PDC sol-apa, una dintre cele mai vandute PDC din Europa. Sistemul aer-apa este un sistem relativ simplu de montat si nu necesita lucrari speciale de amenajare ( sapaturi, foraje, etc.) Dezavantajul major al sistemului este faptul ca nu poate functiona monovalent la temperaturi foarte scazute (incepand de la cca.-15C). Aceste PDC pot functiona bivalent- paralel monoenergetic prin folosirea unei rezistente electrice care intra in functiune la temperaturi foarte scazute ( sub -15 C). Datorita acestui fapt puterea de incalzire este limitata. Cu toate dezavantajele prezentate PDC aer-apa este extrem de utilizata atat la sistemele de preparare a apei calde menajere cat si la incalzire.Compania germana STIEBEL-ELTRON are o oferta speciala in acest sens: prin cooperarea dintre panouri solare si PDC aer- apa se realizeaza un sistem ultraeficient de producere a apei calde menajere. Anumite tipuri de PDC aer-apa marca STIEBEL-ELTRON au cuplate panouri solare si pentru incalzirea de iarna!

8

Acest sistem aer- apa-poate fi utilizat pe scara mare si la incalzirea piscinelor:

PDC aer-apa are si capacitatea de a improspata si raci aerul din anumite incaperi in paralel cu producerea apei calde menajere. Si aici STIEBEL-ELTRON detine o larga varietate de modele de PDC aerapa combinate cu sisteme de aerisire si ventilatie. Aceste sisteme se preteaza in special la dotarea caselor cu consum scazut de energie (case eficiente) sau la utilarea caselor passive (in interiorul site-ului veti gasi referiri la aceste constructii).

9

DOMENII DE UTILIZARE DOMENII DE UTILIZARE A PDC. STATISTICI: CEA MAI EFICIENTA PDC.CEA MAI VANDUTA PDCUtilizarea PDC constituie o rezerva uriasa de energie termica pentru incalzirea spatiilor si prepararea apei calde menajere. Sa analizam o statistica privind structura utilizarii principalilor purtatori de energie intr-o tara a carei civilizatie este unanim recunoscuta (Elvetia):

PDC este inclusa in cei 7.6% la categoria "altele" . Pe plan mondial, in tarile civilizate, caldura necesara pentru incalzirea spatiilor ocupa un loc important, din totalul de energie consumat: energie pentru iluminat 2%; energie termica pentru diferite procese 27%; energie pentru incalzirea spatiilor 32%; energie mecanica 39%. La nivelul unei familii cu standard civilizat, situatia se prezinta astfel: iluminat 1%; aparate electrocasnice ( inclusiv gatit ) 10%;

10

apa calda menajera 12%; incalzire spatiu 77%.

PDC poate inlocui cu succes sistemele conventionale de energie folosite in acest moment la incalzirea spatiilor, la prepararea apei calde menajere. Pretul in crestere permanenta a purtatorilor de energie face ca PDC sa devina o investitie rentabila, cu o perioada de recuperare a investitiei suplimentare de numai cativa ani (functie de sistemul conventional pe care-l inlocuieste). Paralel cu avantajele legate de cheltuielile reduse de exploatare sunt si avantajele legate de protectia mediului :

Emisiile de CO2 ale PDC provin de la partea de energie electrica produsa, necesara functionarii PDC. In momentul de fata toate statele civilizate cauta solutiile cele mai putin poluante de a produce energie electrica. PDC raspunde la necesitatea de a consuma rational aceasta energie.

Sfarsitul resurselor traditionale este aproape.PDC CEA MAI EFICIENTA. PDC CEA MAI VANDUTA

11

Fara nici o indoiala PDC cu cea mai mare eficienta este cea apa - apa. Pare paradoxal dar PDC cea mai raspandita nu este acest tip de PDC:

Statistica realizata de Asociatia Federala Germana a Constructorilor de PDC

12

Statistica realizta pe piata elvetiana a PDC

Explicatiile la aceste paradoxuri le gasiti si in site-ul nostru, bineinteles daca il parcurgeti cu atentie.

ALEGEREA SI DIMENSIONAREA PDC. ANVELOPA TERMICA A UNEI CLADIRI. ROLUL VENTILATIEIDaca s-a inteles tot ce s-a prezentat anterior referitor la PDC, consideram ca acest capitol este cel mai important, pentru cei interesati, in alegerea corecta a PDC ca tip si putere. De asemenea in acest capitol veti gasi date si explicatii despre modul cel mai eficient de a construi un spatiu de locuit, despre "casa eficienta", "casa pasiva" si despre rolul deosebit de important al ventilatiei si aerisirii unor astfel de constructii. Vor fi prezentate si exemple de calcul de bilant energetic al PDC vs sisteme conventionale de producere a energiei termice pentru incalzire.

ALEGEREA PDC PENTRU INCALZIREA SPATIULUIPentru a putea alege corect o PDC va trebui sa avem in vedere: marimea obiectivului ce urmeaza a fi incalzit (suprafata locuibila si incalzita, inaltimea medie a incaperilor). Spatiul disponibil (neconstruit) din jurul obiectivului. zona geografica in care se afla obiectivul; posibilitatile de instalare a altor sisteme de incalzire (gaze, combustibil lichid,gaz lichefiat, etc.) ; posibilitatile de la fata locului de valorificare a "sursei reci" (apa, aer,sol); existenta altor surse de incalzire (pentru stabilirea regimului de functionare al PDC) conditiile de alimentare cu energie electrica (retea mono sau trifazica, puterea electrica maxima permisa pe racordul electric). Din aceste motive o PDC pentru incalzire nu poate fi vanduta din galantare. Practic fiecare PDC este dedicata obiectivului respectiv. In urma unei analize la fata locului (studio de fezabilitate) se poate comanda PDC potrivita.Exemplu:

Dorim sa alegem o PDC pentru: 1. o cladire cu suprafata de 350mp; inaltime medie a incaperilor H=2.75m.Curtea cladirii 300mp. 2. localizare; com.Lunca, jud. Bihor; 3. alternativele: centrala cu gaz lichefiat sau combustibil solid ( lemne si carbune) sau incalzire electrica (in zona nu exista retea de gaze); 4. exista posibilitati de captare a sursei reci: apa freatica, aer,sol.

13

5. nu sunt prevazute alte surse de incalzire; 6. exista retea trifazica de energie electrica.Alegerea PDC:

puterea PDC 18kW (modul de calcul va fi prezentat la capitolul "Dimensionarea PDC"). In curtea obiectivului nu pot fi amplasate captatoare plane (necesita de minim 2 ori suprafata incalzita). zona aleasa are conform statisticilor climaterice din Europa ( conform documentatiei de firma pe care le detinem) cca.1700 ore necesar incalzire/an; in situatia in care ar fi existat retea de gaze, la pretul actual din Romania al gazelor naturale ( 230euro/1000mc ) ar fi fost recomandata o PDC cu COP cat mai mare pentru ca functionarea ei sa fie mai economica decat o centrala cu gaze si investitia in PDC sa fie rentabila. Fata de oricare alt sistem de incalzire existent in zona, orice tip de PDC ( chiar si cu COP mai mic) va fi mai economic. In aceasta situatie putem alege si sistemul sol-apa sau aer-apa. In urma verificarii calitatii apei se constata ca aceasta nu indeplineste conditiile de calitate si debit impuse. De asemenea forajul in sol pentru sondele de adancime in zona este dificil, existand alternante de straturi (forajul este totusi posibil dar cu cheltuieli mari). Nefiid prevazute alte surse suplimentare de incalzire, puterea aleasa nu se modifica; Exista retea trifazica si suporta puterea PDC. In situatia lipsei retelei trifazice se pot comanda si PDC monofazice dar cu o plaje de putere mai redusa. Recomandam aceste PDC numai in situatii speciale cand nu exista alternative. Concluzie: fata de cele de mai sus se recomanda o PDC de incalzire aer-apa de 18kW termici cu regim de functionare bivalent monoenergetic. Se recomanda sistemul de distributie al caldurii la temperaturi reduse (podea,perete, ventiloconvectoare). Ca a doua varianta posibila: PDC sol-apa in regim monovalent - hotararea pentru aceasta varianta apartine beneficiarului.

DIMENSIONAREA PDC PENTRU INCALZIREA SPATIILORStabilirea necesarului de incalzire se va face in conformitate cu sistemul folosit in acest moment in tarile vest europene . Calculul sarcinii termice necesare se va raporta la metrul patrat de suprafata luandu-se in calcul inaltimea maxima a incaperii H=3m (inaltime tipica majoritatii incaperilor).In cazuri atipice se vor face corectiile necesare. Facem mentiunea ca acest sistem se aplica in toata Europa de vest, normele si reglementarile legale in domeniu folosind numai acest sistem . In cele ce urmeaza vom folosi la calculul necesarului termic marimea W/mp . De exemplu daca o cladire are un necesar termic de 50W/mp si o suprafata locuibila necesara a fi incalzita de 350mp (H=3m) puterea termica a centralei termice (indiferent de tipul ei) va fi de 250mpx50W/mp = 12500W=12.5kW. Inaltimea se specifica doar in cazurile atipice. Dimensionarea corecta a unei PDC este esentiala pentru durata ei de serviciu .O PDC supradimensionata, pe langa faptul ca e mai scumpa, are un regim incorect de functionare cu porniri si opriri mai dese.O PDC subdimensionata functioneaza mai mult si cu pauze mci. E preferabil, daca nu aven de ales, sa subdimensionam (cu anumite limite) decat sa supradimensionam o PDC. EXCEPTIE: PDC cu vaporizare directa si PDC apa-apa de la firma NEURA! Printr-o conceptie absolut originala a acestei firme, se supradimensioneaza putera PDC si cu ajutorul unui sistem electronic de reglare a turatiei compresorului se reuseste stabilirea unei trepte "ECO" de functionare. Astfel la o PDC cu vaporizare directa, in conditiile unei temperaturi a agentului termic pe tur de 30C si a temperaturii susei reci (a solului ) de minim 5C se poate ajunge in treapta "ECO" la un COP = 6.83 ! Este vorba de PDC cu vaporizare directa PRO D 10/20 W capabila sa furnizeze in conditiile mentionate anterior, 30kW termici (in regim de putere maxima cu COP=4.88) si 16kW termici in regim "ECO" cu COP = 6.83). Agentul frigorific al PRO D 10/20 W este propanul. Toata gama NEURA cu acest sistem ultraperformant se gaseste in oferta noastra de produse. Politica de vanzari a companiei NEURA are in vedere ca pentru primele 10 unitati care se vor monta in RO dimensionarea PDC si a sistemelor de distributie a caldurii sa fie facuta sub supravegherea directa a specialistilor de la NEURA. Datorita pretului relativ ridicat al PDC este neeconomic sa fie incalzite spatii prost izolate care solicita puteri termice ridicate.Este preferabil sa izolam mai bine cladirea decat sa marim puterea sursei de incalzire. La stabilirea puterii PDC reversibile se va tine seama de puterea de racire ( EER). Puterea de racire este intodeauna mai mare decat puterea de incalzire. Va prezentam normele DIN 4701 referitoare la conditiile pe care trebuie sa le indeplineasca cladirile incalzite din Germania : 45-60 W/mp constructii noi (reglementare din 2002)

14

50-60 W/mp constructii noi (reglementare din 1995) 70-90 W/mp constructii realizate inainte de 1995 120 W/mp constructii vechi realizate fara nici un fel de reglementari In cazul unei cladiri cu izolatie termica foarte slaba investitia intr-o pompa de caldura nu este rentabila. Politica de promovare a firmei KELVIN P.D.C. interzice montarea PDC de incalzire in astfel de obiective pana la remedierea izolatiei termice.

DIMENSIONAREA UNEI PDC PENTRU APA CALDA MENAJERA(ACM)PDC pentru acm pot fi relizate pe baza PDC de incalzire (prin atasarea unui modul) sau pot fi independente. In general pentru nevoile de acm ale unei familii se recomanda o PDC dedicata acestui scop. De obicei aceasta PDC este de tipul aer-apa si investitia este aproape identica cu a unui modul atasat. Se pot realiza PDC de mare putere exclusiv pentru acm folosind orice tip de PDC (apa-apa, sol-apa, aerapa). In acest caz e nevoie de rezervoare de acumulare mai mari. Compania noastra va poate oferi si dimensiona astfel de sisteme. Un mod deosebit de eficient este cuplarea panourilor solare cu PDC. STIEBEL-ELTRON ofera aceste sisteme la "cheie". Va prezentam necesarul de acm conform cu normele germane DIN: Utilizare Acm in[ l] la 45C Wh/zi persoana Baie completa 100 - 130 4000 - 5200 Dus 25 - 45 1000 - 1800 Spalat pe maini 2-5 60 - 180 Spalat par doamne 9 - 13 350 - 500 Spalat par barbati 5-9 180 - 350 Toaleta de seara/dimineata 5 - 10 180 - 400 Spalare vase/ 4 Pers. 30 1200 Rezulta un necesar maxim de cca 50 l/zi persoana la o temperatura de cca. 45grade C

ANVELOPA TERMICA A UNEI CLADIRICu aceasta sintagma vom denumi intregul sistem de izolatie termica al unei cladiri: peretii exteriori, usile si ferestrele exterioare, podeua inferioara, ultimul plafon (la acoperis). Statisticile din domeniu arata urmatoarele repartizari ale pierderilor: cca 10% prin podeaua inferioara; cca.23% prin plafonul superior; cca 27% prin peretii exteriori; cca 40% prin ferestre si usi exterioare (desi suprafata acestora reprezinta la o cladire normala cca10-15% din suprafata exterioara). Orice fel de sistem de incalzire am avea putem reduce consumurile de incalzire in primul rand prin imbunatatirea anvelopei termice. Cum ar trebui sa arate casa visurilor noastre?

CASA PASIVA. CASA EFICIENTA

15

Fata de normele DIN pe care le-am prezentat anterior, o casa pasiva are necesarul de energie de maxim 15kWh/mp an aceasta insemnand o putere de maxim 9W/mp. Imaginati-va o casa de 500mp care se incalzeste cu o centrala termica de numai 5 kW iar daca aceasta mai are si o PDC cu un COP=5.5 rezulta o putere electrica de incalzire de numai 0.9kW! Costurile de intretinere anuale cu incalzirea fiind de cca. 130euro/an!!! Practic o casa pasiva nu necesita incalzire. Se poate incalzi doar cu un sistem de ventilatie cu recuperarea caldurii din aerul extras din interior Accesati www.cepheus.de pentru a afla mai multe date despre casa pasiva. Casa numita si " casa de trei litri "(dupa faptul ca fiecare mp poate fi incalzit cu trei litri de motorina pe an) are un nacesar termic de 9-22 W/mp Casa eficienta are un necesar termic de 23-46W/mp

Schema de incalzire a unei case pasive

CARE ESTE PRETUL UNOR ASTFEL DE CONSTRUCTII?

Prin serviciile pe care le furnizam putem sa va oferim consultatii si sugestii in alegerea variantelor celor mai potrivite pentru viitoarea constructie sau pentru renovarea celei pe care o aveti deja.

ROLUL VENTILATIEI

16

Concentratia de CO2 in interiorul unui spatiu de locuit cu si fara ventilatie.

Un efect negativ al realizarii unei anvelope termice bune este lipsa de aer, cu consecinte foarte grave pentru sanatate - daca nu se prevede o ventilatie corespunzatoare. Sistemele de ventilatie si aerisire sunt prezente in oferta firmei KELVIN P.D.C. Putem sa va oferim si noutati de ultima ora ale concernuluiSTIEBEL-ELTRON cu sisteme de ventilatie simple sau in combinatie cu PDC si chiar cu panouri solare:

LWZ 161/270 sistem centralizat de aerisire cu recuperare de 90% a caldurii din aerul extras.Recomandabil pentru o casa familiala.

17

Sistemul complet LWZ 303 SOL de aerisire, apa calda si incalzire (cu agent termic aer si agent termic apa pentru distributie in podea) Este recomandat pentru case eficiente de pana la 200mp. Nu necesita amenajari exterioare (sapaturi, foraje, etc). De asemenea putem sa va oferim modulul complex de ventilatie si aerisire AERO300 de la firma NEURA. Toate sistemele oferite sunt prevazute cu microprocesoare de ultima generatie pentru comanda si supravegherea ventilatiei si aerisirii locuintei dvs.

PDC IN COMPARATIE CU SISTEMELE CONVENTIONALECostul unui kWh cu diverse sisteme de producere a energiei termice Costurile de incalzire ale unei locuinte de 175 mp cu diverse sisteme de producere a energiei termice Costuri de investitie Costurile totale de incalzire dupa 20 de ani Preturile purtatorilor de energie pe baza carora s-au realizat graficele sunt cele din Austria la data mentionata.Putem afirma fara sa comitem o eroare ca aceste preturi (cu exceptia gazelor naturale si a energiei termice furnizata centralizat-care in Romania este inca subventionata ) sunt apropiate de cele din Romania . Mai mult, la energia electrica pretul e chiar mai mic decat in Romania . Una din conditiile de aderare a Romaniei la UE este si alinierea pretului la gaze. Luati in considerare ca in aceasta clipa (mijlocul anului 2005) pretul gazelor in Romania este de cca 2.5 ori mai mic decat in UE. Hotararea dumneavoastra pentru a achizitiona o PDC in aceste conditii va fi mult mai usoara!

SISTEMELE DE DISTRIBUTIE DE JOASA TEMPERATURA CONTRIBUIE DECISIV LA CRESTEREA EFICIENTEI PDC

18

Comparatie intre sistemul cu radiatoare clasice, incalzire in podea si curba ideala de incalzire.

VENTILOCONVECTOARE.

EXEMPLU DE CALCUL IN CAZUL UNUI OBIECTIV DIN ROMANIAComparatia cheltuielilor de functionare a unei PDC pentru incalzire ( COP=5.5 - sistem de distributie al caldurii de joasa temperatura - podea si/sau pereti si/sau ventiloconvectoare) cu: 1. O centrala cu gaze naturale cu randament 0.9 2. O centrala cu gaz lichefiat cu randament 0.9 3. O centrala cu combustibil lichid cu randament 0.8 4. Un sistem de incalzire electric cu randament 1 Obiectivul pe care dorim sa-l incalzim se afla in Romania (preturile pentru energie si combustibili din luna august 2005).

19

Suprafata 250 mp ( H=3m ). Necesarul de putere termica (valabil pentru toate centalele) 50W/mp (este vorba de o cladire relativ bine izolata), adica 12.5kW termici. 1. Centrala cu gaz metan. putere termica instalata = 12.5 kW; randament = 0.9; ore functionare/an = 1700ore; pret gaze = 230euro/1000mc; putere calorifica = 10.42 kWh/mc; consum anual de gaze : 12.5kW x 1700h / 10.42 kWh/mc x 0.9 = 2266 mc/an; costuri anuale : 2266mc x 0.23 euro/mc = 521 euro/an. 2.Centrala cu gaz lichefiat (GPL). putere termica instalata = 12.5kW; randament = 0.9; ore de functionare = 1700ore; pret gaze lichefiate cca 0.7euro/kg; putere calorifica = 12.6kWh/kg; consum anual de gaz lichefiat = 12.5kW x 1700h / 12.6kWh/ kg x 0.9 = 1874 kg/an; costuri anuale : 1874 kg x 0.7 euro/kg = 1312 euro/an. 3.Centrala cu combustibil lichid. putere termica instalata = 12.5kW; randament = 0.8; ore de functionare = 1700ore; pret combustibil lichid cca. 0.8euro/l; putere calorifica = 10kWh/l; consum anual de combustibil lichid = 12.5kW x 1700h / 10kWh/ l x 0.8 = 2656 l /an; costuri anuale : 2656 l x 0.8euro/l = 2125 euro/an.; 4. Sistem de incalzire electric. putere termica instalata = 12.5 kW; randament = 1; ore de functionare = 1700ore; pret energie electrica 87euro/1000kWh (s-a luat in calcul un tarif mediu) consum anual de energie electrica 12.5 kW x 1700 h = 21250 kWh/an costuri anuale : 21250 kWh x 0.087 euro/kWh = 1849 euro/an Observatie: Costul consumului de energie electrice se poate reduce prin folosira judicioasa a tarifelor zi/noapte (practicate si in Romania ). Folosind acest tarif se poate reduce costul cu cca 10 - 15% (se va consuma energie electrica cu precadere noaptea in zilele cu program normal iar in zilele de repaus pe tot parcursul zilei). Folosind tariful diferentiat zi- noapte: costurile anuale ar fi de cca 1571 euro/an .

Material preluat de la ELECTRICA BANAT. 5 . Sistem de incalzire cu PDC

20

putere termica instalata = 12.5 kW; randament, adica COP=5.5* ore de functionare = 1700ore; pret energie electrica 87 euro/1000kWh consum anual de energie electrica (12.5 kW/5.5) x 1700 h = 3863 kWh/an costuri anuale : 3863kWh x 0.087euro/kWh = 336 euro/an Folosind tariful diferentiat zi-noapte: Costurile anuale vor fi de cca. 286 euro/an. *Observatie: In cazul utilizarii unei PDC cu vaporizare directa de la NEURA cu treapta "ECO" si ecart minim de temperatura valoarea costurilor anuale ar fi de cca. 230 euro!!! Sa recapitulam: 1.Centrala cu gaz metan ____________ 521 euro/an 2.Centrala cu gaz lichefiat (GPL)_____ 1342 euro/an 3.Centrala cu combustibil lichid______ 2125 euro/an 4. Sistem de incalzire electric________1571 euro/an 5. PDC___________________________286 euro/an In cazul aderarii Romaniei la UE pretul la gazele naturale va trebui sa creasca de cca. 2.7 ori ( preturile la ceilalti purtatori energetici fiind deja relativ aliniate).In aceasta situatie costurile anuale ale centralei cu gaze naturale ar ajunge la cca 1300 euro/an.

Pe langa costurile reduse de exploatare o PDC nu are nevoie de intretinere, alimentare cu combustibil. Nu polueaza mediul.

TIMPUL DE RECUPERARE AL INVESTITIEI SUPLIMENTARE IN PDCFolosind datele din exemplul anterior perioada de recuperare a investitiei suplimentare in PDC este urmatoarea: fata de o centrala cu gaze naturale performanta (luind in calcul si costul racordului de gaze) perioada de recuperare ar fi de cca 10-12 ani la pretul actual al gazelor, si de cca 3 - 4 ani la pretul gazelor din UE fata de celelalte sisteme prezentate in exemplu perioada de recuperare nu ar depasi 5 ani (la preturile actuale). Luarea deciziei de a achizitiona o PDC in Romania trebuie tratata in acest moment diferit in zonele care au retea de gaze fata de zonele care nu au retea de gaze (cel putin atata timp cat pretul la gaze este mai mic decat in UE). Depinde de fiecare beneficiar posibil modul de a lua o hotarare care si ea depinde de un eveniment predictibil (alinierea pretului gazelor). Pentru zonele in care nu exista retea de gaze hotararea este usor de luat. In aceste zone PDC in acest moment nu are adversari! SURSE DE ENERGIEPompa de caldura utilizeaza energia solara acumulata in: aer, sol si apa. Toate aceste surse de caldura va stau la dispozitie gratuit: PE SOARE NU SE PUN TAXE, IMPOZITE SI MAJORARI DE PRETURI ! Aerul Prin intermediul ventilatorului se introduce aerul din mediul inconjurator in pompa de caldura unde cedeaza caldura agentului frigorific. Pompa de caldura tip aer apa poate fi montata in interior sau in exterior .

21

Apa panzei freatice Sursa cea mai eficienta pentru o incalzire ecologica este apa din panza freatica. O temperatura constanta de +7C pana la +12C face ca apa subterana sa fie purtator de energie termica de-a lungul intregului an, fara influente din partea schimbarilor meteorologice. Randamentul acestei surse de energie termica este cel mai ridicat comparativ cu celelalte tipuri de surse de energie neconventionala (aerul si solul). Este necesara realizarea a doua puturi: dintrunul se va extrage apa care va fi adusa in schimbatorul de caldura din pompa iar in cel de-al doilea va fi deversata apa racita. Distanta dintre cele doua puturi va fi de cca. 15 m. sus

SOLUL - O ALTA SURSA DE ENERGIESolul - sonde subterane In unul sau mai multe puturi paralele cu adancime de cca. 100 m, se introduce cate o sonda prin care circula un agent de lucru (de tipul apa cu antigel). Acest tip de colectoare ocupa un spatiu restrans. Functionarea sistemului se bazeaza pe faptul ca la o adancime de 15 m temperatura geotermica este constanta tot timpul anului; cu cat adancimea creste, temperatura solului este mai mare. Colectoarele tip sonda reprezinta sistemul cel mai stabil.

Solul - colectoare plane La o adancime de cca. 1,3 m se plaseaza serpentine de teava (distanta dintre acestea va fi de min. 50 cm) prin care circula un agent de lucru care preia energia solara acumulata in pamant si o transporta la pompa de caldura. Ideal este ca tevile sa fie ingropate in nisip sa humus. Colectorul plan reprezinta solutia avantajoasa daca suprafata gradinii casei este suficient de mare. Acest tip de collector nu "deranjeaza" plantele din gradina.

sus

PRINCIPIUL DE FUNCTIONAREPompa de caldura utilizeaza energia de la soare care este inmagazinata in pamant pentru incalzirea caselor si a altor cladiri. Curentul electric este folosit numai pentru actionarea ventilatorului, compresorului si pompei. Asadar, spre deosebire de sistemele conventionale, pompele de caldura nu ard combustibil pentru a genera caldura - doar transfera caldura catre si de la pamant. Temperatura apei din panza freatica are un nivel constant, aproape independent de conditiile meteorologice din timpul anului. Acesta este motivul principal pentru care pompa de caldura apaapa este ideala pentru functionarea monovalenta. Pompa de caldura apa-apa primeste energia acumulata in apa din panza freatica si o cedeaza, cu ajutorul energiei electrice, catre circuitul de incalzire al casei. In cazul pompelor de caldura tip apa - apa, coeficientul de performanta este COP = 5,4 - 5,5. Aceasta inseamna ca 1 kWh de energie electrica absorbita produce, prin intermediul pompei de caldura tip apa-apa, 5,4 - 5,5 kWh energie termica. Aceste valori mari ale COP sunt atinse atunci cand incalzirea casei se face cu sistemul "in pardoseala", si scad cu cresterea temperaturii agentului termic din circuitul de incalzire al casei. Pentru reducerea la minim a costurilor cu energia electrica pe care le implica o pompa de caldura, se recomanda cuplarea acesteia cu un sistem de incalzire solara care sa produca apa calda in zilele insorite ale anului. Avantaje: - eficienta - protectia mediului - confort - intretinere usoara - fiabilitate inalta - exploatare sigura - dimensiuni reduse.

22

- Caldura casei = energie solara acumulata in pamant +1/4 energie electrica - Fara service pentru arzatoare - Fara cos de fum - Fara pericol de incendii si explozii

23