Pompele de căldură aer - apă ca alternativă la centralele pe gaz în clădiri multifamiliale

Abstract

Lucrarea abordează problematica eficienței energetice în sectorul rezidențial, cu accent pe necesitatea identificării unor soluții alternative la sistemele de încălzire pe bază de gaze naturale, în contextual tranziției energetice și al reducerii emisiilor de gaze cu efect de seră. Clădirile multifamiliale existente se caracterizează printr-un consum ridicat de energie, ceea ce impune implementarea unor tehnologii eficiente și sustenabile. Obiectivul principal al cercetării constă în evaluarea performanței energetice și economice a pompelor de căldură aer–apă, în comparație cu centralele termice pe gaz, în vederea determinării fezabilității utilizării acestora în clădiri multifamiliale. În acest sens, au fost analizate sistemele de încălzire existente, caracteristicile pompelor de căldură și influența factorilor climatici și constructive asupra consumului energetic. Metodologia de cercetare include analiza teoretică a sistemelor de încălzire, evaluarea indicatorilor de performanță energetică (COP, SCOP), determinarea consumului de energie termică și realizarea unei analize economice bazate pe indicatori precum CAPEX, OPEX și perioada de recuperare a investiției. De asemenea, a fost realizată o analiză comparativă a soluțiilor tehnice și un studiu de caz aplicat asupra unui apartament dintr-o clădire multifamilială. Rezultatele obținute evidențiază faptul că utilizarea pompelor de căldură aer–apă conduce la reducerea semnificativă a consumului de energie finală și a costurilor de exploatare, în special în condițiile utilizării sistemelor de distribuție de temperatură joasă. Totodată, s-a constatat că eficiența acestor sisteme depinde de condițiile de integrare, de caracteristicile clădirii și de regimul de exploatare.

The paper addresses the issue of energy efficiency in the residential sector, focusing on the need to identify alternative solutions to natural gas-based heating systems in the context of energy transition and greenhouse gas emission reduction. Existing multi-family buildings are characterized by high energy consumption, which requires the implementation of efficient and sustainable technologies. The main objective of the research is to evaluate the energy and economic performance of air-towater heat pumps compared to gas boilers, in order to determine their feasibility in multi-family buildings. The study includes an analysis of existing heating systems, heat pump characteristics, and the influence of climatic and structural factors on energy consumption. The research methodology is based on theoretical analysis, evaluation of energy performance indicators (COP, SCOP), calculation of thermal energy demand, and economic analysis using indicators such as CAPEX, OPEX, and payback period. A comparative analysis of technical solutions and a case study applied to an apartment in a multi-family building were also carried out. The results show that the use of air-to-water heat pumps leads to a significant reduction in final energy consumption and operating costs, especially when combined with low-temperature heating systems. The efficiency of these systems depends on integration conditions, building characteristics, and operating regime.