Pasii spre independenta energetica cu cea mai eficienta solutie de incalzire
Acutizarea crizei energetice si sarabanada preturilor resurselor energetice, ne obliga pe fiecare dintre noi sa ne gandim ce masuri sunt necesare pentru a reduce cheltuiala pentru consumul energetic al imobilului nostru si chiar ne duce gandul la visul minunat al independentei energetice care ne-ar face insensibili la aceasta agonie a preturilor gazelor, combustibililor si energiei electrice. O prima masura o constituie reducerea pe cat posibil a consumurilor energetice ale imobilului. Acest deziderat presupune urmatoarele masuri:
PRIMA MASURA
O buna izolare termica anvelopei imobilului, adica o izolare termica buna (min 10cm) a peretilor, planseului superior si inferior, a puntilor termice, a soclilor dar si utilizarea unor sisteme de tamplarie exterioara performante (2-3 straturi de geam, tamparie cu min 5 camere etc). La intrarea in imobil trebuie prevazut un widfang (antreu), care sa reduca pierderile termice pe durata sezonului rece, etc.
A DOUA MASURA
Sistemul interior de incalzire a imobilului cel mai performant este sistemul de incalzire in pardoseala, realizat cu teava cu diametrul de 20×2 mm si pasul de 100 mm. Performantele deosebite ale utilizarii acestei tevi sunt asigurate de faptul ca teava de incalzire in pardoeseala cu diametrul de 20×2 mm are, pe fiecare metru, o suprafata de transfer termic cu 125% mai mare decat teava de 16x2mm si cu 111% mai mare decat teava cu diametrul de 18×2 mm. Insa si mai relevant este faptul de teava de incalzire in pardoseala cu diametrul de 20×2 mm ofera o sectiune de curgere care determina volumul de agent termic si in consecinta cantitatea de energie termica transportata pe fiecare metru, cu 177,78% mai mare fata de teava de 16×2 mm si cu 130,61% mai mare fata de teava cu diametrul de 18x 2 mm.
Utilizarea tevii de incalzire in pardoseala cu diametrul de 20×2 mm si pasul de 100 mm, confera urmatoarele avantaje comparativ cu sisteme similare de incalzire utilizand teava cu diametre mai mici si pasul de asezare mai mare:
• o putere termica suficient de mare pentru a asigura microclimatul dorit, chiar si in cazul in care anumite suprafete de pana la 50% din pardoseala sunt acoperite cu mobila, covoare groase, etc;
• o temperatura de 33⁰C-35⁰C a agentului termic suficienta pentru asigurarea microclimatului dorit, temperatura la care orice sursa de caldura si in principal pompele de caldura ofera o performanta maxima (COP maxim) In cazul utilizarii de teava pentru incalzirea in paerdosela cu diametre mai mici (18x2mm) si pas (distanta intre tevi) mai mare de 100mm, temperatura agentului termic necesara pentru a asigura microclimatul dorit, trebuie sa creasca, chiar pana la 45⁰C, cu consecinta reducerii performantei sursei de incalzire si in principal a performantei pompei de caldura. (scade drastic COP).
Avantaje teava de incalzire in pardoseala cu diametrul de 20×2 mm
• asigura pe fiecare metru, o suprafata de transfer termic de 125% fata de teava de 16×2 mm, de 117,65% fata de teava de 17×2 mm si de 111,11% fata de teava de 18×2 mm.
• asigura o sectiune de curgere, un volum de agent termic si implicit o cantitate de energie termica transportata, pe fiecare metru, de 177,78% fata de teava de 16×2 mm, de 151,48% fata de teava de 17×2 mm si de 130,61% fata de teava de 18×2 mm.
A TREIA MASURA
Sursa de caldura cea mai performanta capabila sa asigure cele mai mici cheltuieli de incalzire o constituie pompa de caldura. Pompa de caldura este un echipament frigorific capabil sa ofere o cantitate de energie termica mult mai mare decat energia electrica consumata, surplusul de energie oferit, fiind gratis, deoarece se recupereaza din mediu.
Exista mai multe tipuri de pompa de caldura, toate avand acelasi principiu de functionare. Pompele de caldura se definesc prin doua cuvinte astfel:
• Primul cuvant reprezinta agentul din mediu de la care pompa de caldura recupereaza energia termica;(sursa rece)
• Al doilea cuvant reprezinta agentul termic utilizat de pompa de caldura pentru livrarea energiei termice.
Exemplu:
• Pompa de caldura aer-apa recupereaza energie termica din aerul ambiant si ofera energie termica sub forma de apa calda;
• Pompa de caldura apa-apa, recupereaza energia termica din apa provenita din put forat sau lac, sau rau, etc si livreaza energie termica utilizand ca agent termic apa calda;
• Pompa de caldura aer-aer, recupereaza energia termica din aerul ambiant si o livreaza sub forma de aer cald, etc
Observatie: Pompele de caldura sol-apa sunt de fapt tot pompe de caldura apa-apa (in circuit inchis), deoarece utilizeaza o tubulatura ingropata in sol numita colector, prin care curge apa, cu rolul de a colecta energia termica a solului. Aceste pompe de caldura pot fi cu colector orizontal, atunci cand tubulatura colectorului este ingropata in sol in santuri cu adancimea de 2-2,5 m sau cu colector vertical, atunci cand tubulatura colectorului este ingropata in plan vertical in puturi forate care de obicei sunt executate in baterie.
Pincipalele conditii ca o pompa de caldura sa ofere performanta maxima:
1) Sa recupereze energia termica de la un agent termic din mediu numit „sursa rece” cu temperatura cat mai mare.
2) Sa livreze agent termic de incalzire cu o temperatua cat mai mica;
Conditia ca o pompa de caldura sa ofere o putere termica constanta este ca temperatura agentului de mediu de la care recupereaza energie termica – numit „sursa rece” – sa fie constanta.
Sa analizam conditia nr.1 adica „sursele reci” din mediu de la care o pompa de caldura poate recupera energia termica:
a) Tipul „sursei reci”: Aerul din mediul exterior
• Evolutia temperaturii sursei reci pe durata anului: Temperatura variabila in limite foarte largi insa iarna este majoritar sub 0⁰C putand ajunge pana la -20⁰C si chiar sub acesta valoare
• Tipul de pompa de caldura care utilizeaza aceasta „sursa rece”: Pompa de caldura aer-apa si pompa de caldura aer-aer.
b) Tipul „sursei reci”: Solul la adancimea de 1-2,5m
• Evolutia temperaturii sursei reci pe durata anului: Temperatura variabila in limite largi insa iarna este majoritar in jurul valorii de +1,5⁰C
• Tipul de pompa de caldura care utilizeaza aceasta „sursa rece”: Pompa de caldura apa-apa cu colector orizontal, numita impropriu pompa de caldura sol-apa cu colector orizontal
c) Tipul „sursei reci”: Apa din panza freatica
• Evolutia temperaturii sursei reci pe durata anului: Temperatura constanta cuprinsa intre 11⁰C si 13⁰C si uneori chiar mai mult.
• Tipul de pompa de caldura care utilizeaza aceasta „sursa rece”: Pompa de caldura apa-apa in circuit deschis si pompa de caldura apa-apa cu coelctor vertical.
Concluzia este ca singura pompa de caldura care indeplineste conditia nr.1 este pompa de caldura apa-apa in circuit deschis si pompa de caldura apa-apa in circuit inchis cu colector vertical.
Ce se intampla cu celelalte tipuri de pompe de caldura cand afara este tot mai frig?
Cu cat afara este mai frig, celelalte tipuri de pompe de caldura mentionate ofera tot mai putina caldura, iar la un moment dat, cand puterea lor termica a scazut atat de mult incat exista riscul de a lasa imobilul in frig, alimenteaza cu energie electrica rezistentele aflate in dotare, moment in care consumul de energie electrica devine de cca 5 ori mai mare si implicit mai scump.
Sa analizam conditia nr.2, adica performanta pompei de caldura in functie de temperatura agentului termic de incalzire a imobilului.
a) Tipul instalatii de incalzire a imobilului: Instalatie de incalzire cu calorifere
• Temperatura necesara a agentului termic de incalzire: Mai mare de 55⁰C
• Performanta corespunzatoare a pompei de caldura (indiferent de tipul acesteia): mica
b) Tipul instalatii de incalzire a imobilului: Instalatie de incalzire cu ventilo-convectoare
• Temperatura necesara a agentului termic de incalzire: Cca 45⁰C
• Performanta corespunzatoare a pompei de caldura (indiferent de tipul acesteia): medie
c) Tipul instalatii de incalzire a imobilului: Instalatie de incalzire in pardoseala
• Temperatura necesara a agentului termic de incalzire: 33⁰C -35⁰C
• Performanta corespunzatoare a pompei de caldura (indiferent de tipul acesteia): MAXIMA
Sistemul de incalzire in pardoseala asigura o performanta maxima a pompei de caldura.
In consecinta dintre toate tipurile de pompe de caldura, singurele pompe de caldra capabile sa asigure o performanta maxima si constanta indiferent de temperatura mediului exterior sunt pompele de caldura apa-apa in circuit deschis si pompele de caldura apa-apa in circuit inchis cu colector vertical. Pompele apa-apa in circuit inchis cu colector vertical sunt mult mai rar folosite deoarece cheltuielile privind colectorul vertical depasesc de cca 4-8 ori pretul pompei de caldura.
Singurul tip de instalatie de incalzire care ofera performante maxime si implicit cheltuieli minime privind incalzirea cu pompe de caldura este instalatia de incalzire in pardoseala.
De aici rezulta conditia de incalzire a unui imobil care sa asigure atat performante maxime si cheltuielil minime de incalzire cat si o valoare minima a investitiei. Solutia de optim integal o reprezinta pompa de caldura apa-apa in circuit deschis, in tandem cu instalatia de incalzire in pardosesala.
Una dintre cele mai performate pompe de caldura apa-apa in circuit deschis este pompa de caldura ASG – va recomand pagina Cât consumă pompa de căldură ASG.
A PATRA MASURA
Aceasta ultima masura este menita sa materializeze visul oricarui consumator de energie, adica independenta energetica.
Cu o centrala pe gaze, sau cu o instalatie de incalzire cu peleti sau lemne nu veti putea deveni niciodata independenti energetic deoarece nu aveti cum sa va produceti gazul propriu sau peletii proprii etc, insa cu o pompa de caldura, independenta energetca este la un pas distanta deoarece puteti achizitiona o instalatie foro-voltaica on grid sau off grid cu care visul independentei energetice devine realitate. Sunt multe programe europene si nationale dar si programe bancare care acorda granturi sau credite in conditii extrem de avantajoase pentru achizitionarea si montarea de instalatii foto-voltaice.
Noile modificari aduse legii energiei conform carora in sistemele on-grid, prosumatorii pot beneficia de acelasi numar de kilowati-ora injectati in sistem, readuce conditiile de fairplay care fac acest sistem deosebit de avantajos si atractiv. Pe de alta parte si in sistemele off-grid, aparitia noilor tipuri de baterii litiu – fier – fosfat (LiFePo4) care pot asigura un curent de pana la 300Ah si durata de viata de pana la 25 ani fac si din aceasta solutie o varianta extrem de avantajoasa.
