PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE AL POMPEI DE CALDURA CU

COMPRIMARE DE VAPORI ACTIONATA ELECTRIC (prescurtat PDC)

In cele ce urmeaza ne vom referi la acest tip de pompa de caldura, avind in vedere ca exista o multitudine de pompe de caldura functie de fenomenul fizic sau chimic ce sta la baza acestora.

Pompa de caldura nu este o descoperire foarte noua. Certificatul ei de nastere poate fi datat in timp la inceputul secolului XX odata cu inventarea frigiderului.

La baza functionarii PDC concureaza o serie de fenomene si legi ale fizicii. Sa enumeram cateva:

Principiul al II lea al termodinamicii: "Caldura nu poate trece niciodata de la sine de la un corp cu temperatura mai joasa la unul cu temperatura mai inalta " ( enuntul lui Clausius)

In secolul al- XIX - lea, cunoscutul fizician J. Watt a descoperit ca un gaz care este comprimat degaja caldura si invers, daca este destins - absoarbe caldura!

Sa vedem cum se regasesc aceste fenomene in functionarea PDC:

In timpul functionarii PDC exista:

un corp cu temperatura mai joasa (de exemplu temperatura mediului ambiant - aer, apa, sol) pe care il vom numi sursa rece ( si care ajunge in vaporizator);

un corp cu temperatura mai mica decit a sursei reci numit agent frigorific ( acesta conform principiului enuntat poate prelua caldura sursei reci);

un corp care va trebui sa primeasca , de la agentul frigorific, caldura ( in condensator ), numit agent termic;

Agentul frigorific, pe linga faptul ca are un punct de fierbere foarte scazut (cca -2 º C) are si proprietatea de a acumula energie transfomindu-se din stare lichida in stare gazoasa si poate usor ceda aceasta caldura revenind la starea lichida initiala.

In momentul cind agentul frigorific devine gaz prin preluarea caldurii sursei reci, acesta este introdus intr-un compresor (doar gazele se pot comprima - lichidele sunt incompresibile) iar in timpul compresiei (asa cum stim deja ) temperatura agentului frigorific creste cu citeva zeci de grade, suficient sa ajunga la o temperatura mai mare decat a agentului termic si sa-i poata ceda acestuia cadura .

Dupa ce agentul frigorific cedeaza energia agentului termic, revine treptat la starea initiala (lichida) si este trecut printr-un ventil de expansiune unde pierde presiunea acumulata in compresor

Din acest moment ciclul se repeta iar pompa de caldura "pompeaza" caldura dinspre sursa rece spre agentul termic - bineinteles prin intermediul agentului frigorific si cu aportul compresorului .

Este simplu! Imaginile pe care le prezentam , unele chiar cu animatie, va vor spulbera orice urma de indoiala! Daca ati citit cu atentie rindurile de mai sus ati intrat in clubul celor care inteleg corect cum functioneaza o PDC!

Schema de functionare pe care o prezentam apartine unui cunoscut producator austriac de PDC OCHSNER WAERMEPUMPE si este ridicata de pe o PDC aer-apa reala, parametri pe care ii vedeti fiind absolut exacti!

PREZENTARE ---------CLICK

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!

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 incalzire- datorita 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).

Ca noutate absoluta: a fost creeat un sistem hibrid cu PDC si panouri solare numit PDC solara.Va prezentam schema de primcipiu:

Sursa: OKO ENERGY SYSTEMS

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).

Cele doua tipuri de pompe de caldura prezentate mai sus nu pot fi oferite, deocamdata, de catre SC KEVIN PDC srl. Este foarte posibil ca in scurt timp acest lucru sa se poata realiza

TEORIA PDC. COEFICIENTUL DE PERFORMANTA (prescurtat COP)

Ciclul Carnot inversat este ciclul dupa care functioneaza o pompa de caldura cu comprimare de vapori actionata electric (prescurtat PDC). Diagrama T-S a Ciclului Carnot inversat si ideal:

4 -1 > vaporizare

2 - 3 > condensare

3 - 4 > expansiune

T=temperatura corpului care primeste caldura (agentul termic)

Tu= temperatura corpului din care se extrage caldura (sursa rece)

e=coeficient de eficienta dupa Carnot

T-Tu = diferenta de temperatura intre corpul cald si corpul rece (temperatura exprimata in grade absolute Kelvin)

e = T/T-Tu

Suprafata a = energia preluata din mediul inconjurator

Suprafata b = energia consumata de compreseor

a+ b = energia totala cedata agentului termic

s = entropia (continutul de energie la o stare data)

Exemplu:

Tu = Oº Celsius adica 273º Kelvin

T =35º Celsius adica 308º Kelvin

e = T/T-Tu= 308/(308-273) =8.8

Diagrama T-S prezentata mai sus este pur teoretica. In natura nu exista procese ideale.

Datorita pierderilor termice, mecanice, electrice valoarea e-ului este mult mai scazuta in realitate Se poate aprecia ca este cca. 50% din valoarea ideala. Un lucru ramine totusi valabil:

COEFICIENTUL DE PERFORMANTA REAL (COP) DEPINDE DE ECARTUL DE TEMPERATURA DINTRE SURSA RECE SI AGENTUL TERMIC. IN CONCLUZIE DACA DORIM O EFICIENTA MAXIMA , ATUNCI DIFERANTA INTRE SURSA RECE (APA, AER, SOL) SI AGENTUL TERMIC TREBUIE SA FIE CAT MAI MICA. PENRU REALIZAREA ACESTUI DEZIDERAT SE VOR FOLOSI SISTEME DE DISTRIBUTIE A CALDURII CU TEMPERATURI COBORATE ( 30 - 40º C ) SI ANUME: INCALZIRE IN PARDOSEALA, IN PERETI, VENTILOCONVECTOARE.

Folosirea sistemelor clasice este posibila dar cu pretul scaderii drastice a COP-ului.

Este obligatoriu si esential ca in momentul cind se prezinta COP-ul unei PDC sa se precizeze TEMPERATURA sursei reci si TEMPERATURA agentului termic (bibliografia germana indica acest amanunt, de obicei cu notatii de genul W10/W35, EO/W35, LO/W50, BO/W35, etc.) !

!!!Este o mare inducere in eroare din partea unor producatori sau furnizori de PDC , sa prezinte posibililor beneficiari in specificatiile tehnice valoarea COP-ului fara a preciza ecartul de temperatura (diferenta dintre temperatura sursei reci si a celei calde)!!!

Putem conchide, pe baza celor prezentate mai sus ca eficienta unei PDC creste o data cu scaderea diferentei de temperatura intre sursa rece si agentul termic.

Daca se calculeaza raportul puterea termica produsa / puterea cedata de sursa rece + puterea electrica absorbita de compresor se va constata ca acest raport corespunde cu coeficientul de performanta real descris anterior.

In momentul cind spunem ca o PDC are COP= 5 ( precizand si ecartul de temperatura ) spunem de fapt ca respectiva PDC produce cu 1kW putere electrica 5 kW putere termica. Putem spune chiar- ca acesta ar fi "randamentul" PDC - dar faptul ca este supraunitar nu va da bine si de aceea este numit coeficient de performanta. .Valoarea COP- lui este o valoare momentana ( intodeuna supraunitara ). Pentru a putea stabili un COP cat mai apropiat de relitate se ia in calcul o perioada mai lunga ( de ex. un an ) si se stabileste un COP anual,care este evident diferit de cel momentan (de obicei la calcularea lui se tine cont de toate consumurile auxiliare, cum ar fi pompele de extractie, recirculare, etc). Producatorii si furnizorii profesionisti de PDC indica acest COP in specificatiile tehnice precizand automat si ecartul de temperatura.

Coeficientul de performanta al PDC pentru regimul de racire (climatizare de vara) este denumit si EER - eficienta energetica de racire. In acest regim PDC urmeaza Ciclul Carnot normal, PDC "transformandu-se" intr-un veritabil frigider. Intamplator prescurtarile "COP" ( coefficient of performance ) si "EER" ( energetic efficiency of refrigeration ) corespund cu prescurtarile folosite in limba engleza si va fi foarte usor sa recunoastem acesti coeficienti in literatura de specialitate sau specificatii tehnice scrise in aceasta limba!

Valoarea EER are o importanta deosebita la dimensionarea PDC reversibile deoarece necesarul de racire este mai mare decat necesarul de incalzire si in aceasta situatie puterea compresorului va fi data de necesarul de racire.

In momentul de fata PDC foarte performante au un COP cuprins in general intre 3.5-5.5 si in mod exceptional depasesc aceste valori ( bineinteles la ecarturile minime de temperatura).Un exemplu in acest sens sunt anumite PDC fabricate de firma austriaca NEURA cu o conceptie cu totul speciala, care ajung in treapta de functionare "ECO" la COP ce se apropie de cifra 8 ! Amanunte despre acest veritabil fenomen veti gasi in paginile urmatoare.

Pentru cei interesati de performantele celor mai eficiente PDC ii sfatuim sa acceseze pagina web a Centrului de Testari din Toess, Elvetia www.wpz.ch . Acest centru de incercari este recunoscut in Europa si in lume ca fiind unul din cele mai credibile institutii de acest gen."Lumea buna " a producatorilor de PDC periodic verifica la acest institut performantele unor produse.O serie de date si statistici cuprinse in acest site sunt preluate de la Centrul Toess. Daca veti avea curiozitatea veti gasi aici si numele producatorilor de la care firma KELVIN PDC importa acest echipament de varf.

REGIMUL DE FUNCTIONARE AL PDC

Contrar parerilor multor "specialisti" PDC pot functiona fara ajutorul altor surse de caldura, tehnologia actuala permitand acest lucru fara probleme pentru anumite PDC. Bineinteles exista situatii in care se doreste sau se impune si functionarea impreuna sau alternativ cu alte surse.

Pe scurt sunt posibile urmatoarelor regimuri de functionare:

momovalent ( PDC singura sursa de incalzire - folosind ca purtator energetic energia electrica) ;

bivalent - paralel (se foloseste o PDC simultan cu o alta sursa de caldura) In cazul ca sursa ce functioneaza in paralel cu PDC foloseste energia electrica, atunci vorbim despre un sistem bivalent - paralel monoenergetic;

bivalent - alternativ (in aceasta situatie functioneaza sau PDC sau cealalta sursa de incalzire); bivalent - partial - paralel;

Schematic va prezentam aceste regimuri de functionare:

Regimul de functionare conteaza foarte mult la dimensionarea PDC:

PDC supradimensionata pe linga faptul ca mareste costurile de investitii duce la o functionare defectuoasa a pompei ajungindu-se la porniri si opriri mai dese si implicit la uzura prematura a echipamentului.

PDC subdimensionata duce la marirea timpului de functionare cu aceleasi efecte de uzura a componentelor.

Aceste motive, pe linga multe altele, fac din PDC un produs special ce nu poate fi vindut de simpli "comercianti" direct din galantare. De aceea vanzarea unei PDC trebuie sa fie insotita de know-how si de multa materie cenusie.

POMPA DE CALDURA APA - APA

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 º 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 > 450 µsiemens/cm ( la temp. de 20 grade C)ph < 10

clorid < 100 mg/lsulfat < 50 mg/lnitrat <100 mg/l

bioxid de carbon liber agresiv < 5 mg/loxigen < 1 mg/lamoniu < 2 mg/l

fier si mangan < 1 mg/lsulfit < 5 mg/l

clor liber < 5 mg/ldepuneri 0

Cu toate aceste conditii grele , PDC apa-apa are un rol deosebit de important in industrie sau in exploatarea la maximum a izvoarelor geotermale. Apele reziduale sau apele geotermale cu temp. maxime de 28-30 º C pot fi cu succes valorificate. In cazul apelor geotermale izvorul poate fi multiplicat prin folosirea in cascada a mai multor PDC. Evident se va tine cont de calitatea apei, acest impediment putind fi evitat prin folosirea unor schimbatoare de caldura adecvate (anticorosive).

PDC apa-apa poate fi utilizata si prin exploatarea apei din lacuri, fluvii, ape de tunel, baraje (care au temperaturi > 8 º 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) :

SC KELVIN P.D.C. va poate furniza cele mai performante PDC de acest tip. Gama de puteri cuprinsa intre 5-100kW (in cazul comenzilor speciale aceste puteri pot depasi 1000kW). Realizarea forajelor se face cu parteneri consacrati in domeniu din Romania.

Sistemul cu turatie variabila tip ECO de la NEURA este aplicat cu succes si la PDC apa-apa.

Compania germana STIEBEL- ELTRON realizeaza PDC apa-apa cu coeficienti de performanta foarte ridicati. Valoarea acestora este certificata de Centrul International de Incercari TOESS Elvetia.

POMPA DE CALDURA SOL-APA ROTH

Scoarta terestra prezinta cea mai mare captare de energie, din radiatii solare si din precipitatii, la o adincime de pina la 15 m. In general, catre straturile interioare ale pamantului se transfera putina caldura. Aceasta sursa de caldura este exploatata folosind colectoare orizontale la nivelul solului, confectionate din tevi de plastic de inalta calitate.

Principiul de functionare pompe de caldura sol-apa

Principiul de functionare al acestor pompe de caldura sol-apa este asemanator celor aer-apa, diferenta fiind in sursa de energie primara, adica sursa de unde se sustrage energia necesara la prepararea agentului termic. Aceste pompe de caldura sol-apa, denumite si pompe de caldura

geotermale - adica utilizand energia termica inmagazinata in sol - colecteaza energia din sol cu ajutorul unor circuite inchise de tevi in care circula un agent de transfer termic (apa + glycol ).

Acest lichid se pompeaza prin aceste circuite de tevi in sol la temperatura de -5ºC. Lichidul, parcurgind traseul de tevi dispuse in sol, se incalzeste la cca. 10ºC- 15ºC. Energia termica acumulata se va transfera pompei de caldura prin schimbatorul de caldura de pe partea rece a pompei de caldura, energie care se va folosii la prepararea agentului termic. In timpul cedarii energiei catre schimbatorul de caldura a pompei de caldura, lichidul din tevi se va racii din nou la -5ºC, astfel de colectare a energiei incepe din nou.

Circuitul inchis de tevi se poate introduce in pamint in plan orizontal (colectoare geotermale orizontale), sau in plan vertical ( sonde geotermale). Alegerea solutiei optime se face pe baza posibilitatilor de la fata locului. In cazul in care avem la dispozitie suprafata de teren necesara, unde sa amplasam colectoare geotermale orizontale, este recomandabil sa optam pentru aceasta solutie, in caz contrar insa va trebuii sa optam pentru sonde geotermale verticale.

Pompa de caldura sol-apa este aceeasi pentru ambele variante de amplasare a colectoarelor geotermale.

O alta foarte importanta proprietate a pompelor de caldura sol-apa este aceea ca au capacitatea de a racii ( climatiza ) casa pe timpul verii. Acest lucru se poate realiza in doua variante, si anume prin racire pasiva si prin racire activa.

In cazul racirii pasive caldura este preluata din incaperi de catre sistemele de distributie a energiei din pereti, tavan sau ventiloconvectoare si transferata in pamint.Este ceea ce se denumeste generic ,, racire pasiva” , deoarece functia de racire este efectuata numai de solul colector sau de catre legatura la pamant.

Functia de racire activa transforma pompa de caldura sol-apa Roth intr-un frigider. Cu un kit de racire montat pentru a inversa ciclul de functionare al pompei de caldura, este posibila generarea unei capacitati neintrerupte, chiar la temperaturi joase.

In ambele cazuri se apeleaza la o unitate de monitorizare a punctului de roua, pentru a nu se produce condens pe suprafetele de transfer termic.

PDC AER-APA

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.-15ºC).

Aceste PDC pot functiona bivalent- paralel monoenergetic prin folosirea unei rezistente electrice care intra in functiune la temperaturi foarte scazute ( sub -15º 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!

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 aer- apa 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).

DOMENII DE UTILIZARE

DOMENII DE UTILIZARE A PDC. STATISTICI: CEA MAI EFICIENTA PDC.CEA MAI

VANDUTA PDC

Utilizarea 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%; 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

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

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 VENTILATIEI

Daca 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 SPATIULUI

Pentru 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. 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. 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 SPATIILOR

Stabilirea 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 30ºC si a temperaturii susei reci (a solului ) de minim 5ºC 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) 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, aer-apa). 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 45°C Wh/zi persoanaBaie completa 100 - 130 4000 - 5200

Dus 25 - 45 1000 - 1800Spalat pe maini 2 - 5 60 - 180

Spalat par doamne 9 - 13 350 - 500Spalat par barbati 5 - 9 180 - 350

Toaleta de seara/dimineata 5 - 10 180 - 400Spalare 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 CLADIRI

Cu 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

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

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 concernului

STIEBEL-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.

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 CONVENTIONALE

Costul 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

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

VENTILOCONVECTOARE.

EXEMPLU DE CALCUL IN CAZUL UNUI OBIECTIV DIN ROMANIA

Comparatia 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. centrala cu gaze naturale cu randament 0.92. centrala cu gaz lichefiat cu randament 0.93. centrala cu combustibil lichid cu randament 0.84. 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).

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

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 PDC

Folosind 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!