Pompă de căldură aer-apă vs. sol-apă

Produsele sunt în curs de pregătire.

Dar puteţi vizualiza alte categorii.

Pompă de căldură aer-apă și pompă de căldură sol-apă rezolvă exact aceeași sarcină – extrag căldura din mediul înconjurător și o transferă în sistemul de încălzire al casei – însă o fac într-un mod atât de diferit, încât a le compara doar după preț este o abordare myope. Una extrage căldura din aer, care se răcește în timpul iernii până la temperaturi negative, iar alta o extrage din sol, unde temperatura la câțiva metri sub suprafață este practic aceeași pe tot parcursul anului. Acest singur lucru – diferența de sursă de căldură – se reflectă apoi în eficiență, preț, cerințe de spațiu, zgomot și durabilitate. În acest articol vom analiza ambele sisteme în mod practic, cu date reale și situații tipice din casele unor gospodării obișnuite din Slovacia – nu pe baza sloganurilor de marketing ale producătorilor.

O notă importantă înainte: în această categorie nu avem în prezent modele specifice de pompe de căldură, deci în articol nu veți găsi recomandări pentru un anumit produs sau un catalog de prețuri. Scopul este ca, după ce-l citiți, să puteți evalua singur care tip se potrivește casei și grădinii dumneavoastră și să știți ce întrebări să puneți firmei de montaj, atunci când solicitați o ofertă.

Cum funcționează ambele sisteme – principiul în scurt

Ambel tecnologii sunt pompe de căldură în sensul adevărat al cuvântului – funcționează pe baza unui ciclu de răcire cu compresor, doar inversat: în loc să răcească interiorul (ca o frigideră), ele extrag căldura din mediul exterior și o transferă în apa de încălzire. Singura diferență este de unde se extrage căldura.

Pompa de căldură aer-apă aspiră aerul exterior printr-un ventilator mare din unitatea exterioară, agentul frigorific din evaporator extrage căldura din aer (chiar dacă aerul are doar -10 °C, el conține totuși o cantitate utilă de căldură), compresorul comprime agentul frigorific și astfel crește temperatura acestuia, iar în condensator această temperatură este transferată apei de încălzire. Aerul răcit este expulzat înapoi afară, răcit cu câțiva grade.

Pompa de căldură sol-apă funcționează cu același ciclu de răcire, doar că sursa de căldură nu este aerul, ci o soluție nemăruntitoare (glicol) care circulă în forajele solului sau într-un colector plan amplasat sub suprafața grădinii. Această soluție preia căldura direct din rocă sau sol, care, în latitudinile noastre, la o adâncime de aproximativ 1,5 – 2 m, are o temperatură aproape constantă de 8 – 12 °C pe tot parcursul anului, iar la adâncimi mai mari ale forajelor (60 – 150 m) temperatura este și mai stabilă, de obicei 10 – 14 °C.

Mai jos este o schemă simplificată a ambelor cicluri – observați că singura diferență este primul pas (sursa de căldură), restul tehnologiei (compresor, condensator, pompă de circulație, sistemul de încălzire al casei) fiind identic.

Proprietatea cheie: eficiența la diferite temperaturi exterioare

Eficiența unei pompe de căldură se exprimă prin coeficientul COP (Coefficient of Performance) pentru o anumită temperatură de funcționare și SCOP (Seasonal COP) ca medie pe toată sezonul de încălzire. Un COP de 3,5 înseamnă că din 1 kWh de electricitate livrată compresorului rezultă 3,5 kWh de căldură – restul (2,5 kWh) fiind „gratuit”, extras din mediul înconjurător.

Aici se manifestă cel mai mare diferențial real între cele două sisteme. Pompele de căldură aer-apă au o eficiență care depinde puternic de temperatura exterioară – cu cât afară este mai frig, cu atât diferența termică pe care trebuie să o „acopere” compresorul este mai mică, iar COP-ul este mai scăzut. Pompele de căldură sol-apă funcționează aproape întotdeauna cu aceeași sursă de temperatură (acea temperatură stabilă a solului), deci COP-ul lor variază doar minim, indiferent dacă afară este -15 °C sau +5 °C.

Valori orientative tipice, pe care le întâlnim adesea în practică la unități moderne de calitate care funcționează cu încălzire prin placaj sub podea (temperatura apei de ieșire de aproximativ 35 °C):

Temperatura exterioară	COP aer-apă	COP sol-apă
+7 °C	4,0 – 4,5	4,8 – 5,2
0 °C	3,2 – 3,6	4,6 – 5,0
-7 °C	2,4 – 2,8	4,3 – 4,7
-15 °C	1,8 – 2,2	4,0 – 4,4

Pe durata întregului sezon de încălzire (SCOP) în condițiile climatice ale țării noastre, media este de aproximativ 3,3 – 3,7 la aer-apă și 4,3 – 4,8 la sol-apă. Diferența dintre 3,5 și 4,5 pare mică pe hârtie, dar în termeni de consum anual de electricitate pentru o casă cu o nevoie de căldură de 15 000 kWh/an, înseamnă aproximativ 4 285 kWh consumate la aer-apă față de 3 333 kWh la sol-apă – adică aproximativ 950 kWh mai puțin pe an la sistemul sol-apă, ceea ce reprezintă o economie simțită, dar nu dramatică, la prețurile actuale ale electricității (asupra acestei teme avem un articol separat cu calcule detaliate, linkul îl găsiți mai jos).

Consecința practică: cu cât climatul iernic este mai aspru (zonele montane, nordul Slovaciei, poziții expuse cu vânturi reci), cu atât diferența reală în favoarea pământ-apă este mai mare. În schimb, în zonele mai blânde și în terasele cu perioade scurte de îngheț, diferența este mai mică și aer-apă poate fi surprinzător de aproape în funcționare.

Cheltuieli de achiziție – unde apare cea mai mare diferență

Aceasta este zona în care cei doi sisteme se deosebesc cel mai mult și unde pământ-apă face cel mai adesea o cruce pe bugetul clienților. Singura pompă de căldură (unitatea interioară sau exterioară cu compresor) nu se deosebește prea mult în preț – diferența în unitatea însăși este de obicei în sute de euro. Diferența apare la sursa de căldură.

Pentru aer-apă este suficient să se monteze unitatea exterioară pe un fundație solidă sau pe consolele peretelui casei, să se lege cu conducte de unitatea interioară și să se conecteze la electricitate. Toată instalația se poate face într-o casă obișnuită în 1 – 3 zile.

Pentru pământ-apă este nevoie, în plus, de un schimbător de căldură subteran – fie forări verticale, fie un colector orizontal:

Forări verticale – se foraje la adâncimea de 80 – 150 m, prețul forării este de aproximativ 40 – 60 €/metru liniar, inclusiv material și îngropare. Pentru o casă obișnuită cu o pierdere termică de 8 – 10 kW se realizează de obicei 2 forări de 100 – 120 m, adică 200 – 240 metri forajați. Aceasta înseamnă un cost suplimentar de ordinul 9 000 – 14 000 € doar pentru forări, la care se adaugă și necesitatea accesului utilajului de forat pe teren (nu întotdeauna posibil la parcele înguste sau deja construite).
Colector orizontal – se amplasează la adâncimea de 1,2 – 1,5 m, este mai ieftin de realizat (lucrări de excavare), dar necesită o suprafață de teren de aproximativ 1,5 – 2 ori mai mare decât suprafața încălzită a casei, care nu trebuie să fie construită, asfaltată sau plantată cu arbori cu rădăcini adânci.

Rezultatul este că realizarea completă a unei pompe de căldură pământ-apă pentru o casă obișnuită (până la 150 m² de suprafață) costă aproximativ 18 000 – 26 000 €, inclusiv lucrările subterane, în timp ce o pompă de căldură aer-apă comparabilă, inclusiv montajul, costă între 9 000 – 15 000 €. Diferența este deci de obicei de 8 000 – 12 000 € împotriva sistemului pământ-apă – aceasta este principalul motiv pentru care aer-apă este astăzi în mod clar alegerea mai frecventă în noile construcții și reabilitări din Slovacia.

Cerințele de spațiu și adecvarea terenului

Unitatea exterioară aer-apă necesită doar o suprafață compactă de aproximativ 1 × 1 m lângă peretele casei sau pe acoperiș/terasă, cu o distanță suficientă față de ferestrele baiei (din cauza zgomotului și a curgerii aerului) și spațiu liber pentru aspirația și evacuarea aerului. Este deci utilizabilă practic pe orice teren, inclusiv în zonă de construcție în linie și parcele urbane.

Pompa de căldură pământ-apă pune cerințe mult mai mari asupra terenului. Forările verticale necesită acces pentru utilajul de forat (lățimea drumului de acces de cel puțin 2,5 – 3 m, capacitatea terenului de a suporta greutatea) și distanța dintre forări și între forări și granița terenului (de obicei cel puțin 5 – 10 m între forări, pentru a nu se influența termic reciproc, și acordul vecinului sau respectarea distanței față de granița terenului în funcție de reglementările locale). Colectorul orizontal cere o suprafață de 1,5 – 2 ori mai mare decât suprafața încălzită a casei, care trebuie să rămână neconstruită și fără arbori cu rădăcini adânci.

Zgomot

Unitatea exterioară a pompei de căldură aer-apă conține un ventilator mare, care este sursa zgomotului – valorile obișnuite se situează la aproximativ 45 – 60 dB(A) la o distanță de 1 m de unitate la putere maximă, iar la modelele mai bune cu regim tăcut noaptea se poate reduce cu încă 5 – 10 dB. La o distanță mai mare (5 – 10 m, adică spre terenul vecinului sau spre fereastra baiei) zgomotul scade natural, dar în cazul construcțiilor apropiate sau a terenurilor aproape de graniță, zgomotul poate fi motiv de plângere a vecinului sau motiv pentru o analiză acustică în cadrul autorizației de construire.

Pompă de căldură sol-apă nu are nicio unitate exterioară cu ventilator – întregul echipament (compresor, pompe de circulație) este amplasat în interiorul camerei tehnice. Zgomotul unității interioare se situează între 35 – 45 dB(A), ceea ce este comparabil cu un frigider obișnuit sau o pompă de circulație tăcută, iar în plus zgomotul este izolat de pereții casei. Aceasta este unul dintre argumentele clare în favoarea sol-apă în cazul construcțiilor compacte, a terenurilor înguste sau a relațiilor sensibile cu vecinii.

Durata de viață și întreținerea

Unitatea exterioară a pompei de căldură aer-apă este expusă direct influențelor meteorologice (gheață, ploaie, zăpadă, radiații UV, eventual aer sărat în apropierea mării, ceea ce nu este luat în considerare aici), ceea ce reduce durata ei de viață față de tehnologia protejată în interior. Durata obișnuită de funcționare a compresorului și a unității exterioare este de 15 – 20 de ani, după care în mod obișnuit este necesară înlocuirea unității (similar cu aerul condiționat). Întreținerea include curățarea periodică a schimbătorului de la impurități și frunze, verificarea drenajului condensului și a agentului frigorific.

Pompa de căldură sol-apă are unitatea interioară protejată împotriva influențelor meteorologice, ceea ce prelungește durata ei de viață până la 20 – 25 de ani. Însuși schimbătorul de la sol (sonde, colector de țevi) are o durată de viață mult mai lungă – sondele bine realizate cu țevi certificate se declară pe 50 de ani și mai mult, adică practic pe durata întregii vieți a clădirii. Aceasta înseamnă că, la înlocuirea pompei de căldură după 20–25 de ani, în cazul sistemului de la sol se înlocuiește de obicei doar unitatea însăși, iar schimbătorul de la sol rămâne funcțional – ceea ce compensează parțial investiția mai mare în perspectiva pe termen lung.

Viteză și ușurința montajului

Din punctul de vedere al calendarului de construcție diferența este semnificativă. Sistemul aer-apă poate fi montat practic oricând în decursul anului, montarea unității exterioare și interioare, împreună cu conectarea, durează de obicei 2 – 4 zile lucrătoare, ceea ce permite planificarea flexibilă, inclusiv montarea suplimentară într-o casă deja construită și locuită.

Sistemul sol-apă necesită o fază separată de forare sau de lucrări de excavare, care este mai bine planificată înainte de finalizarea lucrărilor de amenajare a terenului în jurul casei (înainte de a fi plantat gazonul, pietrișele, suprafețele dure), deoarece echipa de forare și de excavare necesită acces pentru mașini grele. Forarea a 2 sonde durează de obicei 2 – 4 zile, în funcție de condițiile geologice (piatra se foră mai greu decât solul nisipos), plus montarea propriu-zisă a pompei de căldură, încă 2 – 3 zile. În cazul reparației unei case deja construite cu grădina deja dezvoltată, realizarea unui sistem de la sol este mai dificilă și costisitoare din punct de vedere logistic și financiar (risc de a deteriora grădina existentă, gardurile, suprafețele dure).

Schema decizională – ce să aveți în vedere

Mai jos este un proces simplificat pe care îl recomandăm să parcurgeți înainte de a decide. Nu este o regulă strictă, ci doar ordinea întrebărilor pe care ar trebui să vi le puneți înainte de a solicita o ofertă concretă de la o firmă de montaj.

În practică, întâlnim cel mai frecvent două tipuri de profile de clienți. Primul tip are buget limitat, o parcelă obișnuită în oraș sau suburbii și dorește o soluție ușor de realizat – acolo recomandăm aproape întotdeauna aer-apă. Al doilea tip are un teren mai mare în afara orașului, plănuiește o casă pe toată viața (de obicei o construcție nouă cu standard pasiv sau cu consum scăzut de energie), nu îi deranjează investiția inițială mai mare în schimbul unui consum mai scăzut în exploatare și a unui zgomot minim – acolo are sens să se evalueze sol-apă, ideal de la faza de proiectare a casei, când se poate sincroniza faza de foraj cu calendarul de construcție și lucrările de excavare.

Ce au în comun ambele sisteme

În ciuda diferențelor în sursa de căldură, pentru ambele tipuri de tehnologie sunt valabile aceleași recomandări generale. Ambele tehnologii funcționează cel mai bine și eficient cu un sistem de încălzire la temperatură scăzută (încălzire în pardoseală, sau radiatoare și convectoare supradimensionate cu temperatură de proiectare a apei de 35 – 45 °C) – cu cât temperatura de ieșire a apei este mai scăzută, cu atât COP-ul este mai mare la ambele sisteme. Ambele sisteme necesită și o dimensiune corectă în funcție de pierderea termică a casei (nu „din ochi” sau în funcție de suprafața casei), ceea ce ar trebui să fie realizat de proiectant pe baza unui calcul termotehnic, nu de firmă de montaj prin estimare. O pompă de căldură subdimensionată sau supradimensionată – la ambele tipuri la fel – duce la o consum energie inutil de mare, la porniri frecvente ale compresorului și la reducerea duratei de viață a acestuia.

Ambii sisteme necesită și un proiect bivalent sau monovalent al încălzirii (mai ales la aer-apă în cazul înghețurilor extreme sub -15 până la -20 °C, când unele modele vechi sau ieftine necesită un încălzitor electric suplimentar), iar ambele profită de un control ecotermic bine reglat, care adaptează temperatura apei de încălzire în funcție de temperatura exterioară, nu în funcție de o valoare fixă.

Rezumat – cum să alegeți

Dacă am rezuma întregul articol în câteva propoziții: pompa de căldură aer-apă este în prezent opțiunea dominantă în România datorită investiției inițiale mai mici (aproximativ 9 000 – 15 000 € complet), montajului mai rapid și mai simplu fără nevoia unui teren mare, dar cu o eficiență mai scăzută în timpul înghețurilor puternice (COP-ul scade la 1,8 – 2,2 la -15 °C) și cu un zgomot mai mare al unității exterioare (45 – 60 dB). Pompa de căldură sol-apă, pe de altă parte, oferă o eficiență stabilă și ridicată indiferent de vreme (COP 4,0 – 5,0 pe tot parcursul anului), aproape zero zgomot exterior și o durată de viață mai lungă a schimbătorului de la sol (50+ ani), dar la prețul unei investiții inițiale mult mai mari (18 000 – 26 000 €) și a nevoii de a avea un teren potrivit cu acces pentru echipamente grele.

Nu există o soluție universal „mai bună” – alegerea corectă depinde întotdeauna de combinația bugetului, dimensiunii și formei terenului, duratei planificate de locuire în casă și sensibilității la zgomot. Recomandăm să solicitați un calcul termotehnic al casei și o vizită neangajantă a terenului de la o firmă de montaj specializată înainte de a lua decizia finală – mai ales în cazul sol-apă, realitatea forării pe un anumit teren este o chestiune pe care trebuie să o confirmați înainte, nu după semnarea contractului.

Întrebări frecvente

Poate fi montată suplimentar o pompă de căldură sol-apă într-o casă existentă cu grădina deja amenajată?

Da, însă este mai complex și mai costisitor decât la o casă nouă. Găurile verticale necesită accesul utilajului de foraj la locul de foraj, ceea ce poate însemna o avariere temporară a unei părți din gazon, aleii sau gardului, care trebuie refăcută după finalizare. Colectorul orizontal este practic imposibil de realizat fără un impact semnificativ asupra plantării existente într-o grădină amenajată. În practică, sol-apă este mai ușor de realizat la o casă nouă sau înainte de finalizarea amenajărilor terenului în jurul casei.

Funcționează în mod fiabil o pompă de căldură aer-apă și la temperaturi foarte scăzute sub -15 °C?

Da, unitățile moderne sunt proiectate pentru funcționare și la -20 până la -25 °C, însă randamentul acestora scade semnificativ la astfel de temperaturi (COP în jur de 1,8 – 2,2) și unele modele necesită, în măsură extremă, încălzire suplimentară electrică. La proiectarea sistemului trebuie luată în considerare întotdeauna temperatura minimă obișnuită din zona dumneavoastră și dimensiunile trebuie verificate de un specialist în funcție de pierderea termică reală a casei.

Este adevărat că o pompă de căldură sol-apă este întotdeauna mai avantajoasă pe termen lung?

Nu automat. Randamentul mai mare al sol-apă înseamnă o consumare anuală mai mică de electricitate, însă diferența de investiție inițială (în mod obișnuit 8 000 – 12 000 € în favoarea sol-apă) se amortizează treptat pe parcursul multor ani într-o casă obișnuită. Calculul exact al rentabilității depinde de pierderea termică specifică a casei, de prețul electricității și de faptul dacă casa utilizează și sisteme fotovoltaice. Un calcul detaliat îl găsiți într-un articol separat despre economiile pompelor de căldură (link mai jos).

Cât spațiu real pe teren este nevoie pentru colectorul de sol sau găuri?

Pentru colectorul orizontal, se estimează o suprafață de aproximativ 1,5 până la 2 ori mai mare decât suprafața încălzită a casei, care trebuie să rămână permanent liberă (fără suprafețe asfaltate, bazin sau copaci cu rădăcini adânci). În cazul găurilor verticale, este mai importantă accesibilitatea – este nevoie de acces pentru utilajul de foraj (o șosea asfaltată de minim 2,5 – 3 m) și respectarea distanțelor dintre găuri (5 – 10 m) și de granițele vecinilor, în conformitate cu reglementările locale.

Este o pompă de căldură sol-apă cu adevărat mult mai tăcută?

Da, semnificativ. Unitatea exterioară aer-apă cu ventilatorul său atinge 45 – 60 dB(A), în timp ce unitatea interioară sol-apă amplasată într-o cameră tehnică se mișcă în jur de 35 – 45 dB(A), în plus fiind izolată de pereții casei. Dacă aveți construcții apropiate, vecini în apropiere sau o cameră de culcare lângă locul planificat al unității exterioare, aceasta este una dintre cele mai puternice argumente în favoarea unui sistem de sol.

Se justifică combinarea unei pompe de căldură cu un cazan pe gaz existent în loc de înlocuirea completă?

O astfel de soluție bivalentă este posibilă și în unele reconstrucții are sens – pompa de căldură acoperă majoritatea sezonului, iar cazanul vechi este pornit doar în cele mai reci zile sau ca rezervă. Această soluție este mai tipică pentru aer-apă (din cauza instalației mai simple lângă cazanul existent) decât pentru sol-apă, unde investiția ridicată în găuri încurajează în mod obișnuit o soluție monovalentă completă fără păstrarea surselor vechi.

Subiecte conexe

Aveți întrebare pe această temă?

Nu reușiți să alegeți sau aveți o situație concretă în gospodărie? Scrieți-ne – cu plăcere vă vom răspunde.