Cum funcționează o pompă de căldură?

O pompă de căldură este un sistem de încălzire și răcire cu emisii reduse de carbon care transferă căldura în loc să o genereze, utilizând energia din aer, sol sau apă pentru a menține confortul locuinței pe tot parcursul anului. Factori precum prețul energiei, izolația locuinței și stimulentele financiare disponibile influențează în ce măsură o pompă de căldură poate funcționa eficient pentru tine. Acest articol oferă un ghid complet, pas cu pas, despre modul în care funcționează diferitele tipuri de pompe de căldură o înțelegere mai aprofundată a tehnologiei, componentelor, costurilor, instalării și beneficiilor generale.

Ce este o pompă de căldură?

O pompă de căldură este un sistem inovator de încălzire și răcire cu emisii reduse de carbon, care asigură confortul locuinței pe tot parcursul anului. Popularitatea acestui sistem este în continuă creștere, pe măsură ce societatea face tranziția de la combustibili fosili la alternative regenerabile. Factori precum creșterea costurilor energiei, politicile de decarbonizare și stimulentele guvernamentale de sprijin au contribuit la vânzarea a peste 20 de milioane de unități la nivel global în 2023.

Pompele de căldură oferă atât beneficii pentru mediu, cât și avantaje economice. Pot reduce emisiile de gaze cu efect de seră ale locuinței cu până la 75% atunci când sunt alimentate cu energie regenerabilă și oferă costuri de operare mai mici pe durata de viață.

Spre deosebire de centralele tradiționale care ard combustibili fosili, pompele de căldură extrag energia termică din aer, sol sau apă și o transferă în interior, oferind o soluție mai sustenabilă pentru încălzire și apă caldă.

Însă beneficiile nu se opresc aici. Echipamentul permite inversarea procesului de încălzire pentru a asigura răcire vara, oferind astfel încălzire, apă caldă și răcire de la un singur sistem compact.

Această versatilitate, eficiență și sustenabilitate contribuie la schimbarea modului în care proprietarii abordează soluțiile de încălzire și răcire, pompa de căldură conturându-se drept tehnologia de referință pentru viitorul confortului locuinței.

Informații de bază despre pompele de căldură: Transferă căldură, nu o produce

Adevărata inovație a pompei de căldură constă în capacitatea de a transfera căldura, nu de a o genera. În timp ce o centrală pe gaz trebuie să producă efectiv căldură prin arderea combustibililor fosili, o pompă de căldură extrage energia termică existentă din aer, sol sau apă și o transferă din exterior în interior - chiar și atunci când temperaturile exterioare sunt scăzute.

Funcționează în mare parte la fel ca un frigider, dar în sens invers. În timp ce un frigider extrage căldura din interiorul compartimentului său și o evacuează în bucătărie (lăsând aerul rămas la o temperatură scăzută), o pompă de căldură preia căldura din exterior și o transferă în locuință.

Deoarece procesul utilizează căldura existentă, o pompă de căldură este, în mod fundamental, mai eficientă decât sistemele care ard combustibil. Poți afla mai multe despre pompele de căldură versus centralele termice aici.

Acest lucru înseamnă că, pentru fiecare 1 kWh de energie electrică, obții între 3 și 5 kWh de căldură - adică de peste cinci ori mai multă energie decât cea consumată.

Această eficiență se traduce prin economii semnificative de energie pentru proprietari, în special în locuințele bine izolate, demonstrând de ce pompele de căldură devin tehnologia preferată pentru încălzirea rezidențială la nivel global.

Componentele principale ale unei pompe de căldură

Fiecare pompă de căldură rezidențială include patru componente esențiale care fac posibil procesul de transfer termic.

• Agentul frigorific – fluidul de lucru care pune în funcțiune ciclul
• Schimbătorul de căldură (evaporator și condensator) – absoarbe căldura din sursă și o eliberează în locuință
• Compresorul – crește presiunea și temperatura agentului frigorific
• Vana de expansiune – reduce presiunea pentru reluarea ciclului

Pas cu pas: Cum funcționează o pompă de căldură

O pompă de căldură funcționează într-un ciclu continuu în patru pași.

• Pasul 1: Agentul frigorific din evaporator absoarbe căldură din aer, sol sau apă și se vaporizează
• Pasul 2: Compresorul crește atât presiunea, cât și temperatura agentului frigorific, intensificându-i astfel conținutul de energie
• Pasul 3: Această căldură concentrată este transferată în circuitul agentului termic sau în circuitul de apă al clădirii prin intermediul condensatorului.
• Pasul 4: Vana de expansiune reduce presiunea și temperatura agentului frigorific, pregătindu-l pentru reluarea ciclului.

În modul răcire, procesul este inversat.

Tipuri de pompe de căldură: Aer-aer, aer-apă, sol-apă (geotermale), apă-apă și hibride.

Există trei tipuri principale de pompe de căldură, în funcție de sursa din care își extrag energia: aer, sol și apă. Există și o opțiune hibridă, care combină o pompă de căldură cu o centrală termică tradițională, oferind o soluție flexibilă, de tranziție.

Pompe de căldură cu sursă de aer (ASHP)

Pompele ASHP extrag energia termică din aerul exterior - chiar și la temperaturi mult sub punctul de îngheț - și o transformă într-o soluție eficientă pentru încălzirea locuinței. Pot fi aer-aer (conectate la unități de aer condiționat pentru încălzirea spațiului) sau aer-apă (conectate la emițătoare, precum radiatoare și încălzire prin pardoseală), oferind confort pe tot parcursul anului la costuri reduse și cu un consum minim de energie electrică.

Pompele ASHP sunt cel mai frecvent tip utilizat în sectorul rezidențial, deoarece sunt, în general, foarte ușor de instalat, având două unități (una la interior și una la exterior), care pot fi montate fără a fi necesare lucrări structurale majore.

Un alt avantaj notabil este performanța energetică. Modelele moderne de pompe de căldură cu sursă de aer, pe bază de inverter, pot produce de până la cinci ori mai multă căldură decât energia electrică pe care o consumă.

Pompe de căldură sol-apă (GSHP)

Pompele de căldură sol-apă cu sursă subterană, denumite frecvent și pompe de căldură geotermale, se folosesc de temperaturile mai stabile din sol - de obicei în intervalul 0-10 °C - entru a asigura încălzire și răcire eficiente în locuințe. Pompele GSHP pot oferi performanțe remarcabil de stabile pe tot parcursul anului, cu o eficiență de până la 400% în anumite cazuri.

Acestea pot reduce costurile de încălzire cu 40-60%, iar echipamentele pot avea o durată de utilizare de peste 20 de ani. Principalele provocări ale pompelor de căldură sol-apă (GSHP) sunt complexitatea și costul, deoarece instalarea implică forarea unor sonde orizontale sau verticale în sol.

Totuși, pentru proprietarii care privesc investiția pe termen lung, dezvoltatorii care proiectează locuințe cu emisii reduse de carbon sau zonele cu ierni foarte reci, unde temperaturile scad frecvent până la -30 °C, investiția în pompe GSHP se amortizează prin costuri de funcționare mai mici, fiabilitate ridicată și practici de construcție mai sustenabile.

Pompe de căldură apă-apă (WSHP)

Pompele de căldură apă-apă extrag energia termică din surse de apă precum lacuri, iazuri sau puțuri cu circuit închis pentru a asigura încălzirea și răcirea spațiilor interioare.

Soluțiile cu sursă de apă sunt printre cele mai eficiente sisteme de încălzire și răcire cu emisii reduse de carbon disponibile, mai ales atunci când sunt configurate în unități modulare autonome, care pot deservi zone individuale.

Aceste sisteme oferă control precis al temperaturii și costuri reduse de operare pe durata sezonului, fiind ideale pentru ansambluri rezidențiale sau clădiri cu funcțiuni mixte.

Pompe de căldură hibride

Pompele de căldură pot fi conectate la centralele pe gaz existente, permițând proprietarilor să își reducă consumul de gaz fără a înlocui întregul sistem de încălzire.

Într-o configurație hibridă, pompa de căldură asigură în mod eficient cea mai mare parte a necesarului zilnic de încălzire, iar centrala intervine în perioadele de consum ridicat sau de frig extrem. Sistemele de încălzire hibride utilizează adesea centrala pe gaz pentru prepararea apei calde menajere, eliminând necesitatea unui rezervor separat.

Abordarea cu sursă dublă optimizează automat funcționarea sistemului în funcție de condițiile existente: pompa de căldură asigură încălzirea atunci când temperaturile sunt mai blânde sau energia electrică este mai ieftină, iar centrala oferă suport fiabil în condiții meteo severe.

Aceste sisteme sunt ideale pentru zonele cu ierni moderate sau pentru cei care doresc să înceapă să își reducă dependența de combustibili fosili.

Pompe de căldură aer-apă versus aer-aer

Aspect	Pompă de căldură aer-apă	Pompă de căldură aer-aer
Funcție principală	Încălzește apa pentru radiatoare, încălzire prin pardoseală și boilere de apă caldă	Încălzește sau răcește direct aerul din spațiile de locuit
Tip de încălzire	Încălzire radiantă, la temperatură scăzută	Încălzire și răcire instantanee a aerului
Capabilitate de răcire	De regulă, necesită un sistem separat	Capabilitate de răcire integrată
Complexitatea instalării	Mai complexă, datorită instalației de conducte	Mai simplă și mai compactă
Integrare cu sistem existent	Necesită radiatoare existente sau încălzire prin pardoseală	Poate fi instalată în configurații cu o singură zonă sau cu mai multe zone.
Necesar de spațiu	Mai mare, necesită spațiu pentru rezervoare de apă/conducte	Compactă, nu necesită rezervoare
Furnizare de apă caldă	Funcție standard	Opțional, dacă producătorul permite conectarea la un rezervor de apă caldă
Potrivită pentru	Locuințe care necesită un nivel confortabil de încălzire la temperatură scăzută.	Locuințe care necesită încălzire și răcire rapidă și flexibilă

Cât de eficiente sunt pompele de căldură? Înțelegerea coeficientului SCOP

Performanța pompelor de căldură este măsurată prin coeficientul sezonier de performanță (SCOP). Aceasta este o modalitate de a exprima eficiența unei pompe de căldură pe parcursul unui întreg sezon de încălzire și măsoară raportul dintre cantitatea totală de căldură produsă și energia electrică consumată — adică ceea ce obții în raport cu ceea ce introduci.

De exemplu, dacă se consumă 1 kWh de energie electrică și se produc 4 kWh de căldură, coeficientul SCOP este 4, ceea ce înseamnă o eficiență de 400%.

Există, de asemenea, câteva măsuri simple pe care le poți lua pentru a te asigura că sistemul tău de pompă de căldură funcționează cât mai eficient posibil. Poți afla mai multe în articolul despre cinci moduri de optimizare a pompei de căldură aer-aer.

Eficiența pompelor de căldură comparativ cu centralele termice pe gaz și încălzirea electrică

Dacă te gândești să treci la o pompă de căldură, este util să înțelegi cum s-ar compara cu centrala termică pe gaz sau sistemul cu rezistență electrică din punct de vedere al performanței energetice, iar coeficientul SCOP te poate ajuta în această analiză.

De exemplu, o pompă de căldură Daikin poate transforma 300%-400% din energia consumată, producând, în mod tipic, 3-4 kWh de căldură din 1 kWh de energie electrică.

În schimb, centralele termice moderne pe gaz în condensare funcționează, de regulă, la eficiențe mai scăzute, cuprinse între 99% și 109%.

Încălzire și răcire cu un singur sistem

Așa cum am menționat anterior, avantajul pompei de căldură este că procesul poate fi inversat pentru a asigura răcire eficientă vara, fără a mai fi necesar un aparat separat de aer condiționat.

Este o soluție ideală pentru țările europene unde este necesară atât încălzirea, cât și răcirea în funcție de sezon, mai ales în contextul creșterii temperaturilor din timpul verii. Pentru optimizarea consumului de energie vara, pompele de căldură se pot conecta ușor la panouri solare.

Agenții frigorifici și siguranța în pompele de căldură

Agenții frigorifici sunt fluidele de lucru care permit transferul energiei termice prin schimbarea stării din lichid în gaz și invers. Acești compuși specializați circulă prin serpentinele schimbătorului de căldură, evaporându-se la presiune scăzută pentru a absorbi căldura și condensându-se la presiune ridicată pentru a o elibera în altă parte.

Cerințele de siguranță variază în funcție de tip, astfel că tehnicienii în pompe de căldură trebuie să fie certificați și să cunoască procedurile corecte de manipulare.

Subvenții și programe de sprijin pentru pompele de căldură

Pe măsură ce guvernele urmăresc atingerea obiectivelor de neutralitate climatică, au fost introduse în Europa numeroase programe de finanțare și stimulente financiare pentru a ajuta proprietarii să acopere costurile inițiale de instalare a pompelor de căldură.

Criteriile de eligibilitate și valoarea finanțărilor disponibile diferă de la o țară la alta. Poți afla mai multe în ghidul despre scheme locale de sprijin financiar pentru pompe de căldură.

Cerințe de instalare pentru o pompă de căldură

Deși cerințele de instalare diferă în funcție de tipul pompei de căldură, aici ne concentrăm pe pompele de căldură aer-apă (ASHP), fiind cele mai frecvent utilizate în locuințele rezidențiale.

• Zgomot: Unitatea exterioară a pompelor de căldură aer-apă moderne funcționează la aproximativ 40–60 de decibeli, un nivel similar unei conversații liniștite. Totuși, este important să alegi cu atenție locul de instalare pentru a reduce la minimum impactul vizual și fonic asupra vecinilor.
• Autorizații de construcție: Reglementările europene de urbanism permit, în general, instalarea pompelor de căldură în cadrul lucrărilor permise fără autorizație specială, însă trebuie să verifici regulile exacte privind dimensiunile unităților și distanțele față de limitele proprietății la autoritatea locală. Pentru clădiri istorice sau monumente, pot fi necesare autorizații suplimentare.
• Spațiul interior: Unitățile interioare sunt, de obicei, similare ca dimensiune cu o centrală convențională. De asemenea, poate fi necesar un boiler pentru prepararea apei calde.
• Niveluri de izolație: Un calcul profesional al pierderilor de căldură va asigura dimensionarea corectă a sistemului pentru locuința ta și în funcție de nivelul de izolație – o izolație bună în întreaga locuință ajută la maximizarea eficienței pompei de căldură.
• Instalatori certificați: În majoritatea țărilor, instalările trebuie realizate de instalatori certificați profesional, în special atunci când se beneficiază de programe de finanțare. Găsește un instalator certificat în apropiere.

Control inteligent și zonare

Un alt avantaj al pompelor de căldură este că acestea pot fi integrate cu sisteme de control pentru case inteligente, cum ar fi Google Home, astfel încât să poți gestiona nivelul de confort din locuință în funcție de stilul tău de viață.

Poți crea programe personalizate, ajusta setările de la distanță, încălzi independent diferite zone ale locuinței și monitoriza consumul de energie în timp real.

Sistemele avansate vor ajusta automat temperaturile de tur în funcție de condițiile meteo, maximizând eficiența fără ca tu să te gândești la acest lucru.

Descoperă mai multe despre opțiunile de control inteligent Daikin și cum poți să îți simplifici confortul zilnic.

Costurile unei pompe de căldură

Costurile de achiziție și instalare ale unei pompe de căldură pot varia considerabil, în funcție de tipul ales. Totuși, costurile de operare sunt foarte competitive, iar perioada medie de amortizare este de cinci până la zece ani, în funcție de climă, prețurile energiei și subvențiile disponibile.

Descoperă potențialele economii cu o pompă de căldură prin această comparație orientativă a costurilor de funcționare pentru o pompă de căldură versus centrală termică.

Întreținerea și durata de viață a unei pompe de căldură

Ajungem astfel la întreținere și durata de viață – doi factori adesea neglijați, dar importanți, în modul de funcționare al pompelor de căldură și în costurile acestora.

Pompele de căldură aer-apă fabricate în Europa au, de obicei, o durată de viață de 15 până la 20 de ani, în timp ce sistemele sol-apă pot ajunge chiar și la 25 de ani - dublu față de durata medie de viață a centralelor pe gaz.

Sunt construite pentru a rezista în timp, necesitând întreținere minimă. Se recomandă o verificare anuală realizată de un specialist, care presupune verificarea agentului frigorific, curățarea componentelor, reglarea sistemului și, dacă este necesar, curățarea filtrelor. Aceste verificări periodice ajută la menținerea funcționării pompei de căldură la eficiență maximă pentru o perioadă cât mai îndelungată.

Este locuința ta potrivită pentru o pompă de căldură?

Pompele de căldură funcționează eficient într-o gamă largă de tipuri de proprietăți, de la construcții noi până la renovări ale clădirilor istorice.

Construcții noi: Când construiești o casă nouă, ai libertatea de a alege sistemul ideal de confort, inclusiv soluții bazate pe energie regenerabilă, cum ar fi panourile fotovoltaice, bateriile și stațiile de încărcare pentru mașini electrice.

Modernizare: Pompele de căldură pot fi instalate ulterior în multe tipuri de locuințe, inclusiv case individuale, case cuplate, case înșiruite și apartamente.

Zone rurale: Pompele de căldură reprezintă o soluție deosebit de potrivită pentru locuințele din zonele rurale fără acces la rețeaua de gaz, deoarece elimină dependența de combustibilul lichid și reduc semnificativ costurile de încălzire.

Află mai multe în ghidul privind compatibilitatea pompelor de căldură cu locuințele existente.

Pompele de căldură și reducerea emisiilor de carbon

Desigur, unul dintre principalele motive pentru care adoptarea pompelor de căldură este în prezent încurajată este faptul că acestea au emisii de gaze cu efect de seră semnificativ mai mici comparativ cu sursele de încălzire pe bază de combustibili fosili.

Centrul Comun de Cercetare al Uniunii Europene estimează că înlocuirea unei treimi din cele 86 de milioane de centrale rezidențiale pe combustibili fosili din Europa cu pompe de căldură ar putea reduce consumul final de energie al gospodăriilor cu 36% și emisiile de CO₂ cu 28%.

Instalările actuale de pompe de căldură din Europa economisesc deja anual 5,5 miliarde de metri cubi de gaz și evită emiterea a 112 megatone de CO₂.

Corelarea cu surse de energie regenerabilă

Pentru a reduce și mai mult costurile energetice și dependența de combustibili fosili, poți lua în considerare corelarea pompei de căldură cu alte forme de surse de energie regenerabilă.

Adăugarea panourilor fotovoltaice și a sistemelor de stocare a energiei în baterii, de exemplu, poate crea locuințe aproape cu consum zero de energie, oferind în același timp economii fără precedent și independență energetică.

Gospodăriile europene cu o combinație de panouri fotovoltaice și o pompă de căldură au economisit între 62-84% la facturile de energie în 2022, economiile ajungând până la 3.700 € anual în Germania, Spania și Italia.

Studiu de caz: O locuință echipată cu o pompă de căldură

Familia Schmidt din Bavaria și-a înlocuit centrala pe gaz veche de 15 ani cu un sistem Daikin cu pompă de căldură cu sursă de aer în 2023, obținând îmbunătățiri remarcabile ale confortului și economii de costuri.

Locuința lor de 150 m², construită în 1995 și cu izolația modernizată recent, consuma anterior 18.000 kWh anual pentru încălzire, la un cost de 1.800 €. Instalarea pompei de căldură, în valoare de 12.000 €, redusă la 4.500 € după stimulentele germane KfW, consumă acum doar 6.000 kWh de electricitate anual.

Cu tariful lor de energie verde de 0,28 €/kWh, costurile anuale de încălzire au scăzut la 1.680 €.

Familia beneficiază acum de temperaturi constante în întreaga locuință, cu bonusul suplimentar al răcirii pe timp de vară, eliminând nevoia de unități portabile de aer condiționat. Doamna Schmidt apreciază în mod special controlul prin aplicația de pe smartphone, care îi permite să ajusteze încălzirea înainte de a ajunge acasă de la serviciu.

Au fost necesare doar mici ajustări ale termostatului pentru a integra sistemul cu radiatoarele existente, iar întreaga instalare a fost finalizată în doar două zile.

Mituri frecvente despre pompele de căldură, explicate

Unele mituri despre pompele de căldură persistă, deși fie nu sunt adevărate, fie tehnologia a evoluat. Iată trei dintre cele mai frecvente.

Mit: Pompele de căldură nu funcționează în climate reci.
Realitate: Există căldură în aer până la 1 Kelvin (-273 °C). Prin urmare, pentru pompele de căldură moderne, proiectate pentru climate reci, nu este o problemă să funcționeze eficient la temperaturi de până la −28°C, folosind compresoare cu turație variabilă și tehnologie de injecție de vapori. De fapt, acestea sunt foarte răspândite în țări precum Suedia, Finlanda și Norvegia, unde pompele de căldură sunt utilizate în aproximativ 40% dintre locuințe.

Mit: Pompele de căldură sunt prea scumpe.
Realitate: De multe, ori nu sunt luate în calcul economiile pe termen lung oferite de pompele de căldură, precum și diferitele scheme de finanțare disponibile pentru a compensa investiția inițială. De exemplu, pompele de căldură sunt mai ieftin de exploatat și de întreținut anual comparativ cu centralele termice pe gaz.

Mit: Pompele de căldură nu pot produce apă caldă.
Realitate: Pompele de căldură pot fi integrate cu rezervoare de apă caldă existente pentru a încălzi apa caldă menajeră până la 75 °C.

Întrebări frecvente despre pompe de căldură

Am acoperit deja multe în acest articol, dar iată câteva întrebări finale pe care le primim frecvent.

Cum funcționează o pompă de căldură pe timp de îngheț?
Pompele de căldură moderne din Europa folosesc compresoare avansate cu turație variabilă și sisteme de injecție de vapori pentru a funcționa eficient chiar și la temperaturi de până la −28°C.

Poate o pompă de căldură să asigure atât încălzirea casei, cât și a apei?
Da. Pompele de căldură furnizează eficient atât încălzire pentru spații, cât și apă caldă menajeră, de obicei până la 75 °C.

Trebuie să înlocuiesc întregul sistem de încălzire?
Nu, majoritatea instalațiilor funcționează cu radiatoarele și conductele existente, deși unele radiatoare pot necesita modernizare pentru eficiență optimă.

Dar ce se întâmplă cu costurile de electricitate pentru o pompă de căldură?
Eficiența de 300-400% a unei pompe de căldură înseamnă că utilizează de trei până la patru ori mai puțină energie comparativ cu radiatoarele electrice. Combinate cu tarifele diferențiate în funcție de intervalul orar și cu panourile solare, costurile de funcționare sunt, de obicei, mai mici decât cele ale încălzirii pe gaz.

Cât de zgomotoase sunt pompele de căldură?
Unitățile moderne funcționează la aproximativ 38 dB la o distanță de trei metri în regim normal de funcționare, ceea ce le face mai silențioase decât majoritatea evacuărilor centralelor termice pe gaz, fiind comparate cu o șoaptă.

Idei principale: cum funcționează o pompă de căldură?

Pompele de căldură definesc viitorul încălzirii locuințelor din Europa, oferind confort constant și reducând semnificativ emisiile de carbon și costurile cu energia. Prin transferul căldurii existente în locul generării ei, acestea reprezintă una dintre cele mai inteligente și eficiente metode de a obține o locuință sustenabilă. Pe măsură ce tehnologia avansează și utilizarea lor se extinde, pompele de căldură sunt pe cale să joace un rol și mai important în crearea unor locuințe accesibile și prietenoase cu mediul în viitor.

• Pompele de căldură asigură încălzire și răcire eficiente, cu emisii reduse de carbon, prin transferul căldurii în loc de generarea acesteia.
• Există mai multe tipuri — aer, sol, apă și hibride — care oferă soluții flexibile pentru aproape orice locuință.
• Pompele de căldură pot reduce semnificativ emisiile de CO₂ ale gospodăriei, mai ales atunci când sunt combinate cu energie din surse regenerabile.
• Pompele de căldură modelează viitorul confortului sustenabil al locuinței.

Ești pregătit pentru un upgrade?

Dacă ești pregătit să faci următorul pas și să te alături revoluției energiei curate din Europa, te invităm să descoperi gama noastră completă de sisteme de încălzire aer-apă, aer-aer și hibride. Avem soluții adaptate pentru fiecare tip de proprietate.

Contactează local Daikin pentru a face un pas spre facturi mai mici la energie, un confort sporit și un impact redus asupra mediului, pregătindu-ți în același timp locuința pentru viitor, în fața fluctuațiilor costurilor combustibililor.