Scoala de Energie - Necesarul de caldura

Scoala de Energie

Necesarul de caldura

Necesarul de energie pentru o casa este alcatuit din trei parti: incalzire, apa calda si curentul caznic.

Pentru apa calda se poate calcula cu un necesar de 3.500 - 4.500 kWh/an, depinde de mambrii familiei.

4.000 kWh sunt necesari pentru a incalzi 75.000 de litri de apa calda, ceea ce inseamna c.a. 200 de litri pe zi.

Necesarul de curent electric pentru consumul casnic (iluminat, cuptor, TV, frigider, etc), se calculeaza normal c.a. 4.500 - 5.500 kWh pe an, intr-o casa normala, dar variatiile pot fi mari. Daca aveti un congelator (de ex model mai vechi), necesarul de curent poate creste real. Daca exista sistem de ventilatie cu ventilatoare, prin ventilatie mai dispare o parte din caldura, in acest caz, necesarul de energie va creste cu c.a. 1.500 - 2.000 kWh pe an.

Pentru incalzirea unei case noi construite (150 - 200 m²), cu izolatie potrivit normelor europene de izolatie a constructiilor; necesarul de incalzire, va fi de c.a. 9.000 - 12.000 kWh pe an. Pentru incalzirea aerului din ventilatie, vor fi necesari c.a 2.500kWh pe an, restul sunt pierderile prin transmisie, de exemplu, caldura care dispare prin pardosea, tavan, pereti, geamuri si usi.

Casele mai vechi au in principiu izolatie mai slaba. Necesarul de incalzire poate usor sa se dubleze, sau chiar mai mult, 20.000 - 25.000 kWh pe an. La case mai mari (250 - 300 m²), necesarul de caldura, poate urca pana la 40.000 kWh pe an ; binenteles conteaza si zona unde casa este plasata ; aceste valori fiind calculate la o zona cu o temperatura medie anuala de 6 - 8°C.

Daca proprietarul casei are o centrala pe motorina, se va lua in calcul si gradul de eficacitate. 1 m³ combustibil lichid, da c.a. 10.000 kWh, dar datorita pierderilor prin ardere, gradul de eficienta este de c.a. 72%; in acest caz se poate calcula doar 7.000 kWh/m³.

Deci o casa cu 20.000 kWh necesar de caldura, va avea nevoie de 3 m³ de combustibil lichid, sau 20.000 kWh curent electric, daca incalzirea este direct cu curent.

Necesarul de energie (cumparata) pentru incalzirea unei constructii,  difera de la pierderile de caldura. Energia produsa de aparatura electrica din casa, deasemeni de temperatura corpului persoanelor din casa si de la soare, sunt valori importante in balansul total de energie al constructiei. Aceasta caldura gratis inseamna la case mici mai vechi, aproximativ 15% diferenta intre energia cumparata, pierderile de caldura ale constructiei si case noi izolate, deasemeni c.a. 20% in cazuri extreme, cand noua casa este bine pozitionata cu geamurile spre sud.

Cu sistem de incalzire in pardosea, in care apa din furtune circula continuu, se poate atinge un grad mai mare de economie, deoarece suprafata radianta este mai mare, temperadura apei din spirale nu este necesar sa urce la aceleasi valori ca in colorifere si totodata caldura este transportata catre camerele mai reci, care nu sunt pozitionate cu geamurile spre sud.

Un mod simplu de a gasi necesarul de caldura pentru o constructie, este a gasi necesarul la 1° diferenta de temperatura intre temperatura interioara si temperatura exterioara. Pentru o casa medie (110 - 120 m²) moderna, necesarul specific pentru transmitere este de c.a. 70W/K, ceea ce inseamna ca este nevoie de 70 W pentru a tine 1° mai ridicata temperatura interioara decat temperatura exterioara. De exemplu, daca afara este -18°C, iar in interior doriti sa aveti 23°C, diferenta este de 40°C + 1°. Pentru ca aceasta diferenta de 40°C sa poata fi mentinuta, este nevoie de 1° diferenta pentru ca sistemul sa faca fata.

Daca luam 70W/K * 40 (diferenta de temperatura) = 2.800W.

Pentru aerul din ventilatie necesarul specific este de 25 W/K, daca exista recuperator de caldura, altfel 50 W/K. Se mai complecteaza inca cu 5 W/K pentru pierderi de aer prin peretii care nu sunt bine izolati.

Dealtfel la dimensionarea pompei de caldura este important, cat de atent posibil sa se afle necesarul specific, pentru a putea alege o marime optima la pompa de caldura. Observatie ! "Nu puteti obtine o economie maxima, alegand o pompa de caldura mai mare.

IMPORTANT ! Cu pompa de caldura acest necesar va fi acoperit doar cu 25% consum, deoarece pompa are o rata de eficienta de pana la 400%

A economisi Energie

 CUM PUTEM ECONOMISI ENERGIE

Ce face o pompa de caldura ?
- Pompa de caldura comprima un gaz, care devine firbinte, ca mai apoi cand acesta devine racit si i se coboara presiunea, se condenseaza, devenind astfel la forma initiala (lichid).

- Cand lichidul trece printr-un orificiu mic, presiunea coboara si incepe din nou sa fiarba in evaporator, cand acesta primeste un impuls de cateva grade diferenta.

- In timpul fierberii gazul capteaza energia de cateva grade adusa din pamant sau admosfera, asa ca evaporatorul va deveni rece.

- Cand gazul este comprimat din nou si apoi racit, de exemplu (de apa din calorifere), circuitul este incheiat si casa este alimentata cu aceasta energie care a castigat-o din evaporare plus energia obtinuta prin comprimarea gazului. Aceasta energie este preluata de apa din calorifere si transportata in interiorul casei.

- In acest proces compresorul este cel care lucreaza, consumand energie electrica in proportie de 25% din totalul de energie pe care o produce.

- Procentul de energie consumata, in raport cu energia obtinuta, poate fi influentata de energia gratuita care se obtine din pamant sau admosfera.

- De aceea este important ca sa cautam sursa de energie regenerabila, care ne poate oferi cel mai mare factor de caldura, pentru a putea obtine o eficienta maxima.

La ora actuala se exploateaza energia geotermala, care poate fi captata sub diferite forme.

Doresc sa prezint formele cele mai fregvent folosite si economia obtinuta prin acestea:

1. Captarea energie geotermale din roca, prin puturi de energie

  Cum se obtine aceasta energie ?

• Este nevoie de un put (sau mai multe in cazul pompelor de capacitate mare) cu apa, cu adancimea activa de c.a. 100m pentru ca sa se poata obtine o economie de 10.000 kWh. (orice combustibil fosil, poate fi convertit in kWh, pentru a putea face o comparatie).
• Daca inghetam un litru de apa, prin acest fenomen obtinem c.a. 80 calorii ceea ce inseamna 80/0,86 = 93 W, de aceea este nevoie de c.a. 100 m³ de gheata pentru a obtine 9.300 kWh economie. Toate economiile peste 100 kWh/m de put activ, urca riscul de inghetare (permafrost). Putul de energie il putem compara cu un rezervor de motorina, care se umple odata pe an (in timpul verii, cind pamantul inmagazineaza energia solara). Daca adancimea putului de energie este prea mica (subdimensionat), roca sau pamantul din jurul putului, nu reuseste sa se regenereze (sa se incarece cu energie); in acest caz factorul de energie va scadea si exista riscul de permafrost.

2. Captarea energie geotermale din panza freatica, prin doua puturi de energie

Cum se obtine aceasta energie ?

• Este necesar ca apa sa curga continuu dintr-un put in altul, minim 600 de litri pe ora (pentru o pompa de caldura mai mica cu un compresor de 1 - 2 cai putere.
• Apa trebuie sa curga inapoi in pamant  de regula, ceea ce de multe ori creaza probleme.
• Deasemeni sistemul trebuie prevazut cu un schimbator de caldura, care la randul sau trebuie curatat, daca apa este bogata in saruri sau piatra.

3. Captarea energie geotermale din scoarta terestra, prin ingroparea unui furtun colector.

Cum se obtine aceasta energie ?

• Pentru a capta energia inmagazinata in scoarta terestra, este nevoie sa se introduca un furtun colector in pamant, sapand transee la minim 1m adancime (sub limita de inghet) si cu o distanta de c.a. 1m intre spirale.
• Pentru a evita permafrost (inghetarea solului) si pentru a compensa 10.000 kWh, este necesar o suprafata de pamant de 100m2 si deasemeni 100m de furtun colector (polietilena de Ø 40 - PN 6).

4. Captarea energiei din aer

Cum se obtine aceasta energie ?

• Pentru a capta energia din temperatura aerului, este nevoie de o pompa de caldura aer-apa, care are in interiorul ei un radiator si un ventilator. Ventilatorul sufla temperatura erului din admosfera pe radiatorul montat in fata, iar acesta transfera energiea captata catre modulul de racire, care functioneaza la fel ca cel de la pompele apa-apa, specificat la inceputul acestui articol.
• Acest sistem mai are nevoie si de un sistem de dezghetare a radiatorului, in urma functionarii indelungate, deoarece se formeaza gheata pe radiator.
• Acest sistem de dezghetare este prevazut cu o rezistenta electrica, iar aceasta porneste automat cand senzorul de pe radiator comunica existenta ghetarului.
• Daca sistemul nu este prevazut cu rezistenta electrica, sau daca rezistenta este decuplata, atunci dezghetarea se va produce prin luare caldurii din casa, pentru a ajuta la dezghetare.

5. Captarea energiei din aer cu ajutorul unui stalp de gheata

Cum se obtine aceasta energie ?

• Acest system este mai simplu si mult mai practic pentru a obtine economie la incalzirea locuintei.
• Deasemeni cu acest sistem se evita problemele ecologice si multele probleme cu forajele sau sapaturile, care sunt o problema pentru spatii reduse.
• Se va evita problema "permafrost"
• Dispar alte probleme - cum ar fi: zgomotul de la ventilator, consumul de curent pentru dezghetarea radiatorului, etc

  Ce este incalzirea cu gheata ?

• Este nevoie de o suprafata mare, pe care sa se formeze gheata.
• Cand umiditatea din aer este transformata in chiciura (promoroaca), aceasta cedeaza 628 Wh energie (caldura) si inca 93 Wh la inghetare la fiecare kg de apa. Din 1,4 kg chiciura obtinuta, stalpul de gheata cedeaza 1kWh energie (caldura).

Ce este stalpul de gheata ?

        Este o sculptura de gheata unde suprafata de condensatie este marita.

        Un stalp format din niste profile de aluminiu, care maresc foarte mult suprafata de condensatie.

        Imbina arta cu tehnica.

        Un agregat livrat complect din fabrica.

        Propan (normal) folosit ca refrigerant. Propanul are punctul de fierbere la -42°C

        Nici o problema cu zgomotul.

        Se cupleaza direct la sistemul de radiatoare, sau pardosea.

        Nu este necesar sa fie instalata de un specialist in frigotehnie, poate fi montata direct de beneficiar, daca acesta este indemanatic, doar cuplarea electrica trebuie facuta de un electrician.

        Un singur component care este flexibil - compresorul.