Pompa de căldură sol – apă

1. Cum funcționează o pompă de căldură sol - apă?

Pompa de căldură sol - apă folosește căldura solului pentru funcționarea sa. Pentru ca această căldură să poată fi exploatată este necesară montarea de sonde sau colectoare - în funcție de tipul de sistem sol-apă - care să genereze căldură și să o transfere din sol în mediul de încălzire, adică apă, cu ajutorul energiei electrice. Dacă la fel ca și la instalarea unui dispozitiv apă-apă, apa răcită și uzată revine în fluxul subteran printr-o altă sondă, atunci este un sistem „deschis”, în care apa curge dintr-o sondă în alta, deci aparatele funcționează oarecum diferit.

1.1. Pompă de căldură sol - apă: sistem de funcționare închis

În sistemul sol-apă, apa rece, uzată, se întoarce în colector, unde se reîncălzește și își continuă drumul înapoi în clădire. Sistemul cu ajutorul căruia funcționează se numește „închis”, deoarece în el circulă aceeași apă - apa răcită revine în pământ prin aceeași buclă și ciclul se repetă.

1.2. Cum produce căldură o pompă de căldură sol - apă?

Transformarea căldurii din sol în energie utilizabilă depinde de tipul de dispozitiv și de sistem. Pompa de căldură sol - apă, care are o sondă, preia căldură din straturile mai adânci ale pământului, unde energia geotermală este generată de degradarea particulelor radioactive. Totuși, pompa cu colectoarele orizontale folosește și alte tipuri de energie, de fapt căldura solară, care se acumulează în straturi chiar sub suprafață (la câțiva metri adâncime) în timpul anului.

2. Care sunt avantajele pompei de căldură sol - apă?

2.1. Pompa de căldură sol - apă este foarte eficientă

Pompa de căldură sol - apă este foarte eficientă deoarece atinge valori ridicate ale așa-numita conductivitate termică. Cea mai eficientă este pompa de căldură sol - apă cu sondă geotermală, pe când în medie toate pompele de căldură sol - apă ating un coeficient de eficiență anual de 3,8. Deoarece pompa de căldură sol - apă utilizează căldura straturilor pământului, care este constantă, este potrivită pentru funcționarea monovalentă. Aceasta înseamnă că poate fi folosită ca unica sursă de căldură pentru încălzirea întregii clădiri și a apei menajere, fără a fi nevoie de nicio altă sursă.

2.2. O pompă de căldură sol - apă permite răcirea

Un avantaj suplimentar este că pompele de căldură sol-apă, precum și cele apă-apă, permit răcirea pasivă vara. Acest lucru este posibil deoarece solul menține o temperatură constantă, adică aceasta este mai mare iarna și mai scăzută vara decât temperatura aerului, ceea ce sistemele folosesc în avantajul lor.

3. Pompă de căldură sol - apă - două tipuri de design

Pe piață există trei tipuri diferite a sistemelor de pompe de căldură sol - apă disponibile, iar pe care îl veți cumpăra și instala este dictat în mare parte de topografia și resursele naturale ale parcelei pe care se află clădirea, precum și de nevoile energetice ale gospodăriei. În principiu, există două tipuri de dispozitive și sisteme: primul este cu sondă geotermală sau colector vertical, iar al doilea este cu colectoare orizontale.

4. Pompa de căldură sol - apă: sonda geotermală

4.1. Sonda geotermală sau colector vertical de sol

Această metodă de montare a unei pompe de căldură sol - apă este cea mai solicitantă din punct de vedere tehnic și, prin urmare, cea mai scumpă dintre toate. Sonda geotermală, sau colectorul vertical de sol, este o conductă extrem de adâncă care ajunge la mai mult de 100 m sub suprafață, motiv pentru care trebuie efectuată săparea profesională și expertă a sondei, ceea ce reprezintă o cheltuială considerabilă. Pentru casele de familie se realizează de obicei un foraj cu adâncimea cuprinsă între 150 și 300 m, iar pentru clădirile mai mari publice, de 600 de metri și mai mult.

Adâncimea puțurilor depinde și de numărul de sonde geotermale pe clădire - dacă sunt mai puține, acestea trebuie să fie mai adânci, dar în tot cazul se fac cel puțin două - una pentru conducta de alimentare și una pentru conducta de scurgere.

4.2. Sonda geotermală și foraje

O analiză geologică a solului trebuie efectuată înainte de începerea oricăror lucrări. Când forajele sunt terminate, cel puțin două sonde geotermale sunt plasate în pământ - una pentru alimentarea cu apă și cealaltă pentru drenaj, ambele fiind conectate la pompa de căldură. Schimbătorul de căldură sau mediul curge prin conducte. Este un amestec de apă rece și un fel de antigel. Acest lichid se încălzește în adâncime și apoi revine la suprafață, mai exact în unitatea internă a pompei de căldură. Aici are loc procesul de compresie, care mărește și mai mult temperatura apei - până la 60°C. Din unitatea interioară, apa se deplasează apoi către transmițătoarele de căldură finale, adică radiatoare, colectoare sau conducte de încălzire în pardoseală sau tavan.

4.3. Avantajele și dezavantajele sondelor geotermale

Sondele geotermale sunt produse în care partea tehnică este mult mai importantă decât estetica. Având în vedere că la suprafață sunt vizibile doar două capace, puțin ridicate deasupra solului, cu iarbă de jur împrejur, este clar că estetica nu are importanță în acest caz. Sondele geotermale necesită foarte puțin spațiu, așa că acest sistem este potrivit și pentru parcelele foarte mici. Deoarece sonda geotermală merge atât de adânc sub pământ, veți avea o sursă de căldură garantată care nu va fi influențată de factorii variabili, de suprafață sau atmosferici. Putem spune liber că singurul dezavantaj a sondei geotermale este prețul său, deoarece este cea mai scumpă versiune a pompei de căldură.

5. Pompă de căldură sol - apă: colectoare orizontale

5.1. Colectori orizontali chiar sub suprafață

Spre deosebire de sonda geotermală, colectoarele orizontale de sol nu necesită foraje adânci. Ele sunt situate chiar sub suprafață, la o adâncime de aproximativ unul până la doi metri și folosesc căldura straturilor superioare ale pământului. Colectorii sunt conducte distribuite pe o suprafață mai mare sub suprafața pământului. Câți metri pătrați vor ocupa colectoarele orizontale depinde de nevoile de energie ale gospodăriei - o suprafață mai mare oferă mai multă căldură.

Colectoarele orizontale de sol primesc căldură din straturile superioare ale pământului și trebuie să fie la cel puțin 70 cm unul de celălalt.

Colectoarele sunt conectate la unitatea interioara a pompei de căldură, care încălzește suplimentar agentul termic (apa) și îl trimite către destinatarii finali, care apoi îl transferă în încăpere (convectoare, încălzire în pardoseală sau perete, calorifere etc.).

5.2. Avantaje și dezavantaje

Deși un astfel de sistem este mai puțin costisitor decât o sondă geotermală, necesită o suprafață considerabilă de teren pe care poate nu o aveți la dispoziție. Prin urmare, colectoarele orizontale sunt mai potrivite pentru parcelele rurale unde terenul este disponibil. Un alt dezavantaj major este că din cauza acumulării de căldură și a temperaturilor mai ridicate ale stratului de suprafață, iarba crește slab în acel loc, care poate fi o problemă de natură vizuală, deoarece grădina va pare mai puțin îngrijită. Avantajele sunt montarea mai simplă a sistemului și costurile mai mici, oricum mai mici decât costurile cu pompele de căldură sol - apă.

6. Cât costă o pompă de căldură sol - apă?

Pompa de căldură sol - apă este cea mai scumpă dintre toate cele trei tipuri de pompe de căldură. Prețul exact depinde de metoda de execuție, sonda geotermală fiind mai scumpă decât colectoarele orizontale. În tot cazul, se obțin cheltuieli totale care variază între 25.000 și 50.000 RON.