.
O tranziție spre „condominiile verzi“ din punct de vedere al încălzirii. Soluția:pompele de căldură hibride
O mare parte a apartamentelor blocurilor de locuințe din orașele României sunt încălzite cu centrale termice de apartament care funcționează cu combustibil gazos.
Trecerea de la acest tip de încălzire la utilizarea „energiei verzi“ pentru generarea agentului termic este ceva mai complicată – nu d.p.d.v. al surselor de căldură (de ex. al pompelor de căldură), ci datorită faptului că, în blocurile de locuințe, nu există încălzire în pardoseală
iar radiatoarele, în general, sunt dimensionate pentru a funcționa la temperatură înaltă (70-75 grade Celsius pe tur și 50-55 grade Celsius pe retur), temperaturi care nu pot fi atinse la mijlocul iernii cu ajutorul pompei de căldură.
În Fig. 1 este prezentat domeniul de funcționare al unei pompe de căldură care utilizează drept agent frigorific gazul R32. Până la temperatura exterioară (TE) de 10 grade Celsius pompa de căldură poate asigura agent termic de până la 65 grade Celsius. Apoi, pe măsură ce temperatura exterioară scade, scade și temperatura maximă pe care o poate atinge agentul termic, astfel încât la -25 grade Celsius pompa de căldură poate încălzi agentul termic la maxim 40 grade Celsius.
N.B.: Sub temperatura exterioară de -25 grade Celsius pompa de căldură nu mai poate funcționa!
Primăvara, toamna, la începutul și la sfârșitul iernii, atunci când temperaturile exterioare nu sunt foarte scăzute, o instalație de încălzire cu radiatoare dimensionate pentru temperaturi înalte poate oferi confortul necesar.
Dar în cazul în care temperatura exterioară scade consistent sub 0 grade Celsius și instalația nu este cu încălzire prin pardoseală (care utilizează temperaturi sub 45 grade Celsius pe tur pentru încălzire) sau caloriferele nu au fost dimensionate pentru încălzire cu temperaturi joase, în locuință va fi frig.
Dacă posesorul unui apartament de bloc care se încălzește cu o centrală cu combustibil gazos va dori să treacă la un mod de încălzire ecologic, achiziționând o pompă de căldură, va trebui fie să își înlocuiască radiatoarele (ceea ce înseamnă o investiție destul de consistentă) cu altele cu suprafața radiantă mai mare (trecerea la încălzirea în pardoseală fiind aproape exclusă), fie va trebui să își cumpere tot o
centrală termică cu combustibil gazos – iar rezultatul nu mai este cel scontat.
Pentru astfel de situații au apărut sistemele de pompe de căldură hibride – sisteme care înglobează o pompă de căldură (unitatea exterioară) și o centrală termică cu combustibil gazos (unitatea interioară) (Fig. 2).
Atât timp cât pompa de căldură poate face față pierderilor de căldură ale apartamentului, ea va funcționa singură (cu avantajele de rigoare), urmând ca atunci când nu mai face față să pornească (și – în funcție de tipul sistemului hibrid) centrala termică cu condensare.
Ca și în cazul pompelor de căldură, există sisteme hibride în care de la pompa de căldură (deci din exteriorul apartamentului) la centrala termică poate ajunge apă (tur și retur) (Fig. 2-3) – sisteme hibride compacte – sau poate ajunge agent frigorific (Fig. 4) – sisteme hibride splitate.
În cazul sistemelor compacte, apa (agentul termic) trece atât prin pompa de căldură, cât și prin modulul de condensare al centralei.
În cazul sistemelor hibride splitate, pompa de căldură și centrala termică sunt separate hidraulic, legătura între ele făcându-se cu ajutorul unui schimbător de căldură cu plăci gaz-apă. În plus, sistemele splitate pot realiza și răcirea spațiilor pe timpul verii, pe lângă prepararea de ACC (Fig. 5) – spre deosebire de sistemele hibride compacte, care pot numai să încălzească spațiile.
Sistemele hibride care prepară ACC în regim instantaneu nu pot realiza această activitate decât cu ajutorul centralei cu condensare, pe când la prepararea ACC cu ajutorul unui boiler pot participa ambele surse de căldură: pompa de căldură și centrala termică.
Unitățile exterioare ale sistemelor hibride sunt ceva mai mari decât unitățile exterioare ale aparatelor de aer condiționat și pot fi instalate fie pe peretele exterior al blocului de locuințe, fie (preferabil) în balcon – pentru a nu afecta aspectul exterior al clădirii.
Avantajele sistemelor de pompe de căldură hibride
Sistemul hibrid aduce mai multe avantaje posesorului decât dacă ar utiliza o centrală cu combustibil gazos:
1. Aduce economie de bani la combustibil – economiile mari la costurile de exploatare se datorează unui randament sezonier cu 35% mai mare al sistemului hibrid față de cel al unei centrale cu condensare, iar cea mai mare parte a perioadei de încălzire este satisfăcută de pompa de căldură.
2. Protejează mediul înconjurător – sistemele hibride ard mai puțin combustibil gazos decât o centrală normală și aceasta înseamnă că produc mai puțin CO2 (care se poate manifesta ca un gaz cu efect de seră care contribuie la încălzirea globală). Și pentru că un sistem hibrid oprește centrala termică și funcționează cu energie electrică la solicitări reduse/medii, de exemplu primăvara și toamna, contribuie la reducerea poluării și la îmbunătățirea calității aerului local. Înlocuirea unei centrale vechi cu combustibil gazos cu un sistem hibrid poate reduce emisiile de CO2 cu până la 50%.
Utilizarea unui sistem hibrid reprezintă un mesaj puternic al respectului utilizatorului pentru mediu !!
3. Este ușor de utilizat.
4. Este ușor de întreținut – deoarece sistemele hibride funcționează o mare parte din timp cu energie electrică (adică funcționează pompa de căldură), centrala cu condensare se uzează mai puțin. Modulul de condensare este mult mai puțin timp solicitat – nu trebuie să funcționeze la fel de mult ca în cazul unei centrale normale cu combustibil gazos. Din acest motiv și costurile de întreținere sunt reduse.
5. Sunt folosite cele mai moderne tehnologii – sistemul invertor, variante ecologice de agenți refrigeranți cu efect de seră scăzut, compresoare tot mai performante etc.
6. Utilizatorul se bucură de avantaje duble – cele ale unei pompe de căldură și cele ale unei centrale termice. Sistemul hibrid oferă o combinație excelentă de beneficii, atât de la pompa de căldură, cât și de la centrala cu condensare. Puterea electrică asigură o funcționare silențioasă, cu emisii zero, iar centrala cu condensare oferă surplusul de energie termică necesară la temperature foarte scăzute.
7. În viitor (sperăm!) – taxe și impozite mai mici pentru utilizatorii sistemelor hibride.
În concluzie, se poate afirma: sistemele de pompe de căldură hibride reprezintă o tranziție spre „condominiile verzi“ d.p.d.v. al încălzirii.
