Chiar dacă pare o tehnologie nouă, pompa de căldură există de foarte mult timp (înainte de 1900), la începuturi era mai dificil din cauza tehnologiei existente, la momentul respectiv eficiența foarte scăzută a compresoarelor și freonul/refrigerantul nu era în situația în care se află acum, iar cel mai mult folosit a fost amoniacul.
Cu timpul, necesitatea sistemelor de refrigerare pentru păstrarea produselor și sistemele de climatizare au dus la îmbunătățirea tehnologiilor de compresie, apărând o diversitate de modele începând de la cele cu piston, la cele scroll, rotative, cu surub și centrifugale.
Fiecare tip de compresor excelează într-un anumit domeniu din motive de arhitectură cum ar fi: cele cu piston au cele mai bune performanțe în refrigerare dat fiind faptul că temperatura necesară este de -20°C sau mai jos și aceasta implică o urcare de presiune foarte mare; cele cu șurub sunt foarte eficiente în zonele de temperaturi mai ridicate, dar tehnologia este relativ scumpă și chiar dacă sunt foarte fiabile nu se justifică la dimensiuni mai reduse și sunt relativ zgomotoase; cele centrifugale gen turbocore sunt cele mai eficiente din zonele de temperaturi medii și înalte, dar din nou, din cauza tehnologiei relativ scumpe și foarte sensibile, dat fiind faptul că nu au rulmenți și folosește defapt un câmp electromagnetic pentru a ține componentele fără să se atingă, nu se justifică în instalații mici și medii.
La fel cum fiecare compresor excelează într-un anumit domeniu și tipurile de refrigeranți sau amestecuri de refrigeranți au diferite eficiențe și limite impuse de fizica naturii lor. Ca de exemplu, pentru temperaturi joase se poate folosi R404a pentru că are presiune destul de ridicată la evaporare la -20°C și eficiență bună; R410a se comportă mai bine decât R407c la temperaturi joase, dar R407c este mai eficient de la -5°C în sus, deci totuși, care este mai eficient la o pompă de căldură? Simplu: dacă își ia căldura din aer este de preferat R410a pentru că afară adesea scade sub -5°C, iar dacă își ia căldura din apă/pământ, R407c pentru că tipic, nu ar trebui să scadă sub -5°C.
Răspunsul este foarte simplu, ca și frigiderul dumneavoastră, dar un pic pe dos, adică frigiderul ia căldura din produsele depozitate în el și o degajă în aerul din cameră unde se află prin radiatorul aflat în spate. Defapt, toate sistemele de refrigerare și pompe de căldură nu produc nici căldură, nici frig, ele pur și simplu transportă căldura dintr-o locație în alta, totodată schimbându-i și temperatura.
Transportat, transportat dar totuși cum? E foarte simplu! La fel cum apa când fierbe absoarbe căldura de la flacără, își schimbă starea din lichidă în gazoasă și pe urmă se condensează pe geam din cauză că el este rece și poate absorbi foarte ușor căldura înmagazinată în abur, similar se întâmplă și în pompa de căldură doar că evaporarea și condensarea este dictată de presiunea/depresiunea creată de compresor. Refrigerantul se evaporă absorbind căldura din substanța A (aer, apă etc.) este comprimat de compresor și se condensează degajând căldura către substanța B (aer sau apă) care la urmă încălzește spațiul deservit.
Pompele de căldură diferă în funcție de sursa de unde își iau căldura și de agentul care îl încălzește. Principalele tipuri de pompe de căldură sunt cele AER-APĂ și APĂ-APĂ, iar asta înseamnă că cele aer-apă își iau energia din aer și încălzesc apa care este circulată în interiorul instalației, cele apă-apă își iau energia din apa care provine dintr-un foraj, sau este circulată printr-un lac ori serpentină îngropată în pământ și la fel încălzesc apa care circulă prin instalația interioară. Mai există și pompa de căldură cu expansie directă care este la fel ca și cea cu serpentină, dar diferența este că în loc să circule apa prin serpentina îngropată în pământ, are țevi de cupru prin care circulă freon și preiau direct căldura din pământ.
Teoretic, pompa de căldură cu foraj este cea mai eficientă pentru că apa din pânza freatică, după adâncimea de 7m, se păstrează peste 12°C toată perioada anului indiferent ce temperatură este în ambientul de afară și această căldură există în cantități enorme în subteran, regenerându-se automat, dar problema apare când adâncimea forajului devine destul de mare (pentru că pânza freatică este la adâncime), această adâncime crește foarte mult valoarea forajului și problema principală, crește consumul energetic de pompare de la adâncimea respectivă.
Cele aer-apă în special, sunt influențate de temperatura exterioară, dar cu noua tehnologie de la Miztsubishi Electric numită Zubadan această influență este redusă destul de mult, comparativ cu mărcile concurente care trebuie să supradimensioneze unitatea sau să monteze adițional rezistențe electrice.
Pompele de căldură cu serpentină au un dezavantaj, mulți clienți nu au spațiu necesar în grădină pentru a monta serpentina și mulți instalatori nu dimensionează bine instalația, ducând la gafe foarte mari și nefuncționarea instalației. Dar dezavantajul principal este că pe perioada sezonului rece temperatura în pământ scade (nu din cauza frigului de afară, ci din cauză că pompa de căldură scoate căldura din pământ) și cu aceasta scade și eficiența.
Deci concluzia este că fiecare are un punct forte și o slăbiciune, depinde de situația dumneavoastră care se potrivește mai bine.
Coefficient of performance (COP) reprezintă cu câți Kw de energie electrică producem X Kw de căldură, mai exact un COP de 3 înseamnă că pompa de căldură consumă 1Kw de energie electrică și produce 3 Kw de căldură. Deci teoretic, dintre două pompe de căldură, cea cu COP mai mare este mai eficientă? Nu neapărat, la pompele de căldură Aer-Apă, COP-ul se specifică la 7 grade temperatura exterioară, dar în realitate pe noi ne interesează la o temperatură mai joasă, nu e bine dacă pompa este optimizată pentru temperatura de 7 grade deoarece la comparația specificațiilor tehnice va câștiga, dar în realitate nu.
De exemplu avem în comparație două pompe de căldură pentru un necesar de 7Kw energetic, una Apă-Apă cu un COP de 5 și una Aer-Apă cu un COP de 4. Aparent cea cu COP 5 este mai eficientă, dar dacă luăm în calcul că în locația respectivă adâncimea la care se află apa necesară este la 80 m adâncime, pompa Aer-Apă va consuma 1.75Kw ca să producă 7, iar cea Apă-Apă va consuma 1.4, dar nu a luat nimeni în calcul energia consumată de pompă care dacă este de 1 kw, consumul sare la 2.4, mult peste cea Aer-Apă, chiar dacă COP-ul acesteia scade odata cu temperatura exterioară, deci s-ar putea totuși să fie mai eficientă.
Încă un exemplu, dacă financiar diferența dintre o marcă oarecare și un Mitsubishi electric Zubadan pare mai avantajoasă cu 10-20% pentru altă marcă, nu toată lumea știe că alte mărci folosesc și rezistențe electrice pe perioada când nu mai face față pompa de căldură singură. Asta înseamnă un COP de 1, adică 1Kw consumat la 1Kw produs, acei 10-20-30% și câștigăm poate chiar în primul an de funcționare, rămânând cu o pompă de căldură foarte performantă.
