Pompă de căldură și încălzire în pardoseală sau radiatoare

Produsele sunt în curs de pregătire.

Dar puteţi vizualiza alte categorii.

Pompă de căldură și încălzire în pardoseală sau radiatoare

Una dintre cele mai frecvente întrebări pe care le abordăm la planificarea unei pompe de căldură sună simplu: „Am radiatoare în casă, pot fi folosite cu pompă de căldură, sau trebuie să facem încălzire în pardoseală?“ Răspunsul nu este alb-negru. Pompă de căldură poate funcționa cu ambele sisteme, dar cu o eficiență, costuri de funcționare și uneori și cu nevoia de modificări ale instalației de încălzire, foarte diferite. În acest articol vom explica de ce contează, ce diferențe reale există în costurile de funcționare și cum se poate combina în siguranță încălzirea în pardoseală cu radiatoarele în aceeași casă.

De ce temperatura apei de încălzire este esențială

Pompa de căldură nu este o centrală termică pe gaz. În timp ce o centrală termică în condensare poate încălzi apa până la 70 sau 80 °C fără o pierdere semnificativă de randament, pompa de căldură funcționează pe un principiu complet diferit - extrage căldura din aerul exterior (sau din pământ, în cazul modelului aer-apă) și o „împinge“ la o temperatură mai ridicată folosind un compresor și un agent frigorific. Cu cât diferența dintre temperatura exterioară și temperatura la care pompa trebuie să încălzească apa de încălzire este mai mare, cu atât compresorul consumă mai multă energie electrică pentru fiecare unitate de căldură produsă.

Această eficiență se exprimă prin factorul de încălzire COP (Coefficient Of Performance) - raportul dintre căldura produsă și energia electrică consumată. Un COP de 4,0 înseamnă că din 1 kWh de electricitate, pompa produce 4 kWh de căldură. Exact temperatura apei de încălzire livrate în instalație (nu temperatura exterioară, care este dată de vreme și nu poate fi influențată) este singurul parametru al sistemului pe care îl putem alege singuri încă de la proiectare - și are un impact uriaș asupra costurilor reale ale funcționării pompei.

În mod orientativ, cu fiecare grad Celsius cu care reducem temperatura apei de încălzire necesară, consumul de electricitate pentru încălzire scade cu aproximativ 2-2,5 %. La prima vedere, un număr mic, dar pe durata întregii sezoane de încălzire devine o diferență de sute de kilowat-ore.

Valori COP tipice în funcție de temperatura apei de intrare

Valorile exacte variază de la model la model și depind și de temperatura exterioară în momentul respectiv, dar ca un cadru orientativ pentru o pompă de căldură aer-apă de medie calitate, la o temperatură exterioară de aproximativ 2-7 °C (temperatura medie a sezonului de încălzire în Slovacia), se poate calcula cu aceste valori aproximative:

Apă de intrare 35 °C (încălzire în pardoseală tipică) - COP de aproximativ 4,0-4,5
Apă de intrare 45 °C (radiatoare cu temperatură scăzută, suprafețe mai mari) - COP de aproximativ 3,3-3,8
Apă de intrare 55 °C (radiatoare vechi, parțial supradimensionate) - COP de aproximativ 2,6-3,0
Apă de intrare 65 °C (radiatoare originale dimensionate pentru o centrală, fără modificări) - COP de aproximativ 2,0-2,3

Diferența dintre 35 °C și 65 °C înseamnă un consum de electricitate de două ori mai mare pentru încălzirea aceleiași case. Acesta este motivul pentru care, la fiecare instalare de pompă de căldură, se recomandă reducerea cât mai mult posibil a temperaturii de proiectare a instalației de încălzire - și de ce încălzirea în pardoseală este un partener natural al pompei de căldură.

Încălzire în pardoseală - de ce este „ideală“

Încălzirea în pardoseală funcționează pe principiul unei mari suprafețe de radiație cu un mic gradient termic față de încăpere. În timp ce un radiator are o suprafață de obicei între 1 și 2,5 m² și trebuie să fie suficient de cald pentru a transfera întreaga putere necesară prin o asemenea zonă mică, o pardoseală într-o încăpere are o suprafață de ordinul 15-25 m². Din acest motiv, este suficient ca suprafața pardoselii să fie doar cu 3-5 °C mai caldă decât aerul din încăpere, ceea ce înseamnă că apa din circuitul de pardoseală are nevoie de o temperatură de obicei între 28 și 35 °C.

Exact această temperatură scăzută a apei de intrare este mediul ideal în care pompa de căldură funcționează cel mai eficient. De aceea, în clădirile noi se proiectează aproape întotdeauna o combinație pompă de căldură plus încălzire în pardoseală - nu este un trend de marketing, ci o concordanță fizică între ceea ce pompa poate face eficient și ceea ce încălzirea în pardoseală necesită.

O altă avantaj este inerția termică. O pardoseală cu strat de beton are o mare capacitate termică - odată încălzită, menține temperatura mult timp chiar și după oprirea pompei, ceea ce permite pompei de căldură să funcționeze în cicluri mai lungi și mai puțin intermitente. Acest lucru reduce numărul de porniri ale compresorului, ceea ce este bine atât pentru durata de viață a instalației, cât și pentru stabilitatea temperaturii în încăpere.

La ce să acordăm atenție la încălzirea în pardoseală cu pompă de căldură

Grosimea și compoziția pardoselii - o faianță prea groasă sau un strat de beton inadecvat pot încetini transferul de căldură, trebuie luate în considerare la dimensionarea puterii.
Distanța dintre țevi - o distanță mai mică (de exemplu, 15 cm în loc de 25 cm) permite funcționarea cu o temperatură mai scăzută a apei de intrare la aceeași putere, ceea ce este dorit în cazul pompei de căldură.
Reglarea pe încăperi - termostate de cameră pentru fiecare circuit împiedică supraîncălzirea încăperilor care au un câștig termic propriu (de exemplu, de la ferestrele de sud).
Mobilier fără picioare direct pe pardoseală - suprafețe mari de mobilier plasate direct pe pardoseală (de exemplu, dulapuri încorporate) pot limita local transferul de căldură, trebuie luate în considerare la proiectarea circuitelor.

Radiatoare cu pompă de căldură - când funcționează și când nu

Mai mare parte a caselor vechi din Slovacia au un sistem de încălzire cu radiatoare proiectat inițial pentru o centrală pe gaz sau pe combustibil solid, tipic la un gradient termic de 75/65 °C sau 90/70 °C. Dacă într-o astfel de casă se instalează pur și simplu o pompă de căldură fără nicio modificare a instalației de încălzire și se reglează pompa pentru a atinge temperatura inițială de proiectare, rezultatul este un sistem care funcționează, dar foarte ineficient - cu un COP de aproximativ 2,0-2,3, adică doar puțin mai bun decât un încălzitor electric direct.

Bună vestea este că, în majoritatea cazurilor, radiatoarele nu sunt proiectate pentru ger maxim pe toată sezonul - temperatura de proiectare (de exemplu, -11 °C sau -15 °C, în funcție de localitate) apare doar câteva zile pe an. În restul sezonului de încălzire, radiatoarelor le este suficientă o temperatură mai scăzută decât cea pentru care au fost inițial proiectate, pentru că afară nu este atât de frig încât să fie nevoie de putere maximă. Exact din acest motiv, o pompă de căldură bine reglată cu reglare în funcție de temperatura exterioară (temperatura apei de intrare se modifică în funcție de temperatura exterioară) poate funcționa în majoritatea sezonului la temperaturi rezonabile de 45-50 °C, iar doar în cele mai reci zile va trece la valori mai mari.

Când este nevoie să se mărească sau înlocuiască radiatoarele

Dacă dorim ca pompa de căldură să funcționeze permanent la o temperatură mai scăzută (de exemplu 45 °C chiar și în cea mai mare frigură), radiatorul original proiectat pentru 75 °C nu va mai fi suficient – la o diferență mai mică de temperatură, va ceda mai puțină căldură. În mod aproximativ, reducerea temperaturii de alimentare de la 75 °C la 45 °C necesită mărirea suprafeței de încălzire a radiatorului cu un factor de 2 până la 2,3 față de dimensiunea inițială, pentru a furniza aceeași putere. În practică, aceasta înseamnă una dintre următoarele opțiuni:

Înlocuirea cu un radiator cu panou mai mare sau cu un radiator cu mai multe secțiuni/creste (tip 33 în loc de tipul 11, adică o placă triplă cu două rânduri de creste în loc de o placă simplă).
Adăugarea unui radiator suplimentar în aceeași cameră, dacă nu există spațiu pentru unul mai mare.
Păstrarea radiatoarelor originale și acceptarea faptului că pompa va funcționa la o temperatură mai ridicată în cele mai reci zile (COP mai scăzut doar câteva săptămâni pe an, iar restul sezonului eficiența va fi totuși bună datorită curbei echitermice).
Combinarea cu o sursă bivalentă – centrala termică originală rămâne sursă de rezervă pentru cele mai reci zile, iar pompa de căldură acoperă restul sezonului.

Care opțiune este corectă depinde de buget, de cât de bine este izolat casa și de faptul dacă proprietarul plănuiește în următorii câțiva ani și izolarea fațadelor sau înlocuirea geamurilor (după izolare, puterea necesară și temperatura radiatorului vor scădea, deci este mai avantajos să așteptăm cu înlocuirea radiatoarelor până după izolare).

Combinarea încălzirii în pardoseală cu radiatoare în același imobil

O situație foarte frecventă este casa în care parterul (săli de zi, bucătărie) este încălzit cu încălzire în pardoseală, dar etajul (camere de culcare, camere pentru copii) are radiatoare din diverse motive – fie pentru că încălzirea în pardoseală nu a fost planificată inițial, fie pentru că la etaj este o înălțime constructivă mai mică a pardoselii și nu s-a putut integra sistemul de încălzire în pardoseală. Bună știrea este că această combinație se poate realiza fără probleme cu o pompă de căldură, dar este nevoie de o hidraulică bine proiectată.

Cum se rezolvă tehnica

Cel mai frecvent răspuns este împărțirea instalației de încălzire în două cercuri separate, cu temperaturi diferite:

Cercurile directe (neamestecate) pentru încălzirea în pardoseală – conectate direct la ieșirea pompei de căldură, eventual printr-un distribuitor-culetor cu pompă de circulație, funcționează la o temperatură mai scăzută (de exemplu 32-35 °C).
Cercurile de amestec pentru radiatoare – conțin un robinet de amestec tricu sau cu patru căi cu pompă de circulație, care adaugă apă mai caldă din cercul principal până la temperatura necesară pentru radiatoare (de exemplu 45-50 °C), reglată independent de curba echitermică a cercului de pardoseală.

Datorită acestui lucru, pompa de căldură produce apă doar la temperatura minim necesară (cea pentru pardoseală), iar cercul de radiatoare mărește temperatura local doar acolo unde este nevoie – astfel, pompa nu trebuie să mărească temperatura pentru întregul imobil, inclusiv pentru pardoseală, doar din cauza unor câtorva radiatoare de sus. Această soluție necesită o reglare puțin mai complexă (doi senzori de temperatură, două curbe echitermice, o unitate de comandă care să le gestioneze), dar este un principiu verificat și folosit frecvent și de noi.

În majoritatea instalațiilor cu sistem combinat se recomandă și un rezervor de acumulare (de egalizare) între pompa de căldură și distribuție. Acesta îndeplinește două funcții: asigură un volum suficient de apă în sistem, astfel încât pompa să nu se oprească și repornească prea des (mai ales dacă puterea instalată este ușor mai mare decât nevoia actuală a casei), și separă producția de căldură de consumul ei, ceea ce ajută și la ciclurile de dezgheț ale unității exterioare în frig.

Cheltuieli de exploatare – exemplu concret

Pentru a arăta impactul real, să prezentăm un exemplu simplificat, dar realist. Să ne imaginăm o casă cu o nevoie anuală de căldură de 12 000 kWh (valoare obișnuită pentru o casă mediu izolată de 120-140 m²). La un COP de 4,3 (pardoseală, 35 °C), consumul de electricitate pentru încălzire ar fi de aproximativ 2 790 kWh pe sezon. La un COP de 2,1 (radiatoarele originale fără modificări, 65 °C), aceeași casă cu aceeași nevoie de căldură ar consuma aproximativ 5 710 kWh de electricitate – adică mai mult decât de două ori.

Pentru aceeași nevoie anuală de căldură de 12 000 kWh, o casă cu radiatoarele originale fără modificări (COP 2,1) consumă aproximativ de două ori mai multă electricitate decât o casă cu încălzire în pardoseală (COP 4,3) - diferența fiind de aproape 3 000 kWh pe o singură sezonă de încălzire.

La un sistem combinat, unde majoritatea casei este încălzită prin încălzire în pardoseală, iar o parte mai mică (de exemplu, două camere la etaj) este încălzită de radiatoare cu suprafață corespunzător predimensionată, care funcționează la 45-50 °C, eficiența reală medie a sistemului pe sezon se situează de obicei undeva între aceste două valori extreme, mai aproape de cea mai bună - deoarece cea mai mare parte a căldurii este transmisă prin circuitul mai eficient al pardoselii.

Aceste cifre sunt orientative și servesc doar pentru a ilustra principiul - consumul real al unei case anume depinde de pierderile termice, de regiunea climatică, de modelul concret al pompei de căldură, precum și de modul de reglare și setare a acesteia. Cu toate acestea, principiul este universal valabil: cu cât temperatura apei de încălzire este mai scăzută, cu atât este mai mică consumul de electricitate pentru aceeași cantitate de căldură în încăperi.

Cum să procedați, dacă planificați o pompă de căldură pentru o casă cu radiatoare

Comandați un calcul termotehnic - proiectantul sau instalatorul experimentat va calcula pierderile termice reale ale casei pe camere și le va compara cu puterea radiatoarelor existente la o temperatură mai scăzută.
Identificați camerele „problemă“ - de obicei nu este nevoie să schimbați toate radiatoarele din casă, ci doar acelea care sunt deja la limita de performanță (camere colț, băi, camere cu ferestre mari).
Evaluați o schimbare parțială - în loc să înlocuiți toate radiatoarele, adesea este mai eficient să înlocuiți doar piesele critice cu altele mai mari sau de tip cu performanță mai mare.
Planificați reglarea - o curbă echitermică setată corespunzător pentru casa anume este la fel de importantă ca și hardware-ul; o curbă reglată greșit poate afecta eficiența unui sistem altfel bine proiectat.
Planificați pașii succesivi - dacă planificați și izolarea sau înlocuirea ferestrelor, este mai eficient să le faceți înainte sau simultan cu instalarea pompei de căldură, nu după aceasta, deoarece astfel se reduce puterea necesară și temperatura necesară.

Erori frecvente, de la care este bine să vă abțineți

Păstrarea curbei echitermice originale „pe maxim“ doar pentru a avea „sigur căldură“ în casă - aceasta este cea mai frecventă cauză a unui consum excesiv de energie electrică după instalarea pompei de căldură.
Subestimarea reglării hidraulice - dacă unii radiatoare primesc prea multă apă, iar alții prea puțină, întregul sistem va avea nevoie de o temperatură mai mare decât ar fi fost necesar în mod normal.
O rezervor de acumulare prea mic sau deloc la un sistem cu mai multe cercuri - duce la ciclări frecvente ale compresorului și la uzuri inutile.
Ignorarea răcirii în vara - dacă pompa de căldură are și funcția de răcire, încălzirea în pardoseală poate fi folosită și pentru răcire ușoară, iar radiatoarele nu sunt potrivite pentru acest lucru, deci trebuie luat în considerare deja în proiectare, dacă se dorește această funcție.

Întrebări frecvente

Se poate conecta direct o pompă de căldură la radiatoarele vechi din fontă?

Da, din punct de vedere tehnic da - radiatoarele vechi din fontă au de obicei o suprafață de emisie mai mare decât radiatoarele moderne de tip panou de aceeași „dimensiune“, deci uneori se comportă surprinzător de bine chiar și la o temperatură mai scăzută. Totuși, este întotdeauna necesar să se verifice prin calcul dacă, la temperatura aleasă mai scăzută (de exemplu 50 °C), pot acoperi pierderile termice ale camerei respective la temperatura exterioară de proiectare.

Se justifică înlocuirea tuturor radiatoarelor din casă într-o singură dată?

Nu întotdeauna. Adesea este suficient să înlocuiți doar acele radiatoare care sunt deja subdimensionate sau se află în camere cu pierderi termice mai mari. Restul radiatoarelor pot rămâne, iar sistemul se va regla astfel încât, în cele mai reci zile, să funcționeze la o temperatură ușor mai mare doar temporar.

Este întotdeauna mai eficientă încălzirea în pardoseală decât radiatoarele pentru o pompă de căldură?

Da, din punct de vedere al eficienței - o temperatură mai scăzută a apei înseamnă un COP mai mare. Totuși, încălzirea în pardoseală nu este întotdeauna potrivită sau posibilă (de exemplu, reparații fără ridicarea pardoselii, camere cu înălțime constructivă mică), iar în astfel de cazuri este o alternativă rațională un sistem de radiatoare cu temperatură scăzută bine proiectat.

Cât scade eficiența, dacă păstrați radiatoarele originale fără modificări?

Orientativ, dacă pompa de căldură trebuie să atingă în mod constant o temperatură de aproximativ 65 °C în loc de 35-45 °C, factorul de încălzire poate scădea la jumătate față de încălzirea în pardoseală - adică un consum dublu de energie electrică pentru aceeași cantitate de căldură. Impactul real depinde de câte zile pe an este de fapt necesară o astfel de temperatură ridicată.

Se poate combina încălzirea în pardoseală la parter cu radiatoare la etaj?

Da, este o soluție obișnuită. Necesită două cercuri separate cu temperaturi diferite - un cerc direct cu temperatură scăzută pentru pardoseală și un cerc cu amestec și ventil separat pentru radiatoare, controlat de curbe echitermice independente.

Tipul radiatoarelor (panou vs. modulare) influențează eficiența pompei de căldură?

Da, indirect. Un radiator cu o suprafață de emisie mai mare (mai mulți panouri, mai multe aripioare, dimensiuni mai mari) poate transmite aceeași performanță la o temperatură mai scăzută a apei. Din acest motiv, la trecerea la o pompă de căldură se recomandă adesea un radiator de tip 33 (două plăci cu două rânduri de aripioare) în locul tipului original 11 (o placă netedă), chiar dacă dimensiunile rămân aceleași.

Subiecte conexe

Întregul sortiment de pompe de căldură îl găsești în categoria Pompe de căldură.

Aveți întrebări legate de această temă?

Nu vă puteți decide sau rezolva o situație concretă în casă dvs. - o combinație între încălzire în pardoseală și radiatoare, radiatoare vechi și pompă de căldură? Scrieți-ne - cu plăcere vă vom oferi sfaturi.