Renumita cabană Bâlea Lac de pe Transfăgărăşan operează cu pompe de căldură capabile să funcţioneze la -28 grade Celsius, care-i asigură încălzirea şi apa caldă

Transfăgărăşanul are de mult timp imaginea de a fi cel mai frumos drum din lume pentru condus, şi probabil oricine are o maşină de mai mult timp a traversat măcar o dată acest traseu notoriu Iar în vârful pasului montan, la peste 2.000 metri altitudine, e situat renumitul lac Bâlea, iar pe marginea lui şi edificiul care a devenit emblematic pentru întreg Transfăgărăşanul — Cabana Bâlea Lac. Cu ceva timp în urmă, mi-a apărut în faţa ochilor o postare în reţele sociale despre faptul că această renumită cabană operează cu pompe de căldură, care au preluat complet sarcina de încălzire şi de asigurare a apei calde, în ciuda condiţiilor de climă dură, în care e localizată cabana. Eu, fiind cumva mai intrigat întotdeauna de subiectul pompelor de căldură, după ce mi-am instalat una acasă acum 3 ani şi o exploatez cu succes, după ce am fost şi în interiorul celei mai mari pompe de căldură din lume construită cu rol de încălzire centralizată într-un întreg oraş din Danemarca, mi-am zis că vreau să aflu mult mai multă informaţie de la cei care au realizat acest proiect, cu cifre şi parametri din practică. Şi ceea ce am aflat de la ei e fascinant de interesant, fiind probabil experienţa de instalare a pompelor de căldură în cele mai extreme condiţii de operare din România!

Foto: Cabana Bâlea Lac, în condiţii de iarnă

În primul rând, aceste pompe de căldură de la Bâlea Lac au fost instalate acum două sezoane de încălzire, deci cifrele pe care le-au generat nu sunt teoretice, ci confirmate în practică, în condiţii de climă unde temperaturile ajung foarte frecvent să fie cuprinse între -10 şi -20 grade iarna şi unde încălzirea se realizează chiar şi vara adeseori, întrucât şi în nopţile de vară temperaturile pot coborî până la 5 grade.

Proiectarea sistemului şi instalarea lui a fost făcută de compania românească Trust Expert, şi tot ei au fost cei suficient de deschişi încât să ne răspundă la toate întrebările şi să ne furnizeze toate cifrele pe care le-am cerut, fapt pentru care le mulţumim. Iar aceste cifre sunt extraordinar de captivante.

Aşadar, cabana Bâlea Lac e formată din două edificii, ambele fiind incluse în acest proiect. Cabana 1, spre exemplu, are 800 metri de suprafaţă totală încălzită, care conţine şi restaurant, şi spaţii de cazare, şi terasa închisă. Izolarea termică este practic inexistentă, iar încălzirea se face exclusiv prin radiatoare, cu apa în sistem setată până la 60 grade Celsius, cabana fiind renovată la un nivel profund ultima dată în 2000. Deci nici vorbă de obişnuitele recomandări pentru pompe de căldură, că ar fi obligatorie izolarea termică sau că e neapărat necesar să existe încălzire în pardosea, care ar distribui mai bine căldura în interior.

Cabana 2 e cea mai mică, dar e absolut clar că la o asemenea suprafaţă, în asemenea condiţii de operare, a fost nevoie de un sistem ce ar conţine mai multe pompe de căldură, fiecare din ele aleasă din vârful gamei de putere. Iar atunci când o pompă de căldură are peste 11-14 kW, e recomandabil să se opteze pentru pompe trifazate, pentru a distribui sarcina electrică între cele 3 fire şi a scădea astfel solicitarea per conexiune. În acest, caz, întrucât vorbim despre un întreg grup de pompe de căldură, conexiunile trifazate, la 400 V tensiune cumulată, erau un imperativ.

Pompele de căldură alese sunt de model NIBE F2120-20, sunt de tip aer-apă şi fiecare din ele are o putere termică de 20 kW. La cabana 1 au fost montate 7 unităţi exterioare, iar la cabana 2 alte 4 unităţi. Pompele de căldură de la cabana 1 cumulează, astfel, 140 kW de putere termică, iar cele de la cabana 2 încă 80 kW, sistemul având o putere totală de 220 kW.

Necesarul de încălzire a fost calculat pentru zona climatică 6 din România, deci sistemul poate funcţiona impecabil până la temperaturi de -28 grade Celsius. Dar s-a luat în considerare şi vântul rece persistent în această zonă, or, în munţii Făgăraş vântul bate continuu, iar acest lucru amplifică senzaţia de rece şi devine un factor foarte important în funcţionarea pompelor de căldură aer-apă.

Sistemul de pompe de căldură a fost configurat printr-o singură automatizare NIBE SMO S40 per edificiu, un asemenea modul putând controla până la 8 unităţi exterioare simultan. I-am întrebat pe cei de la Trust Expert dacă au configurat unităţile exterioară să intervină succesiv, în funcţie de temperatura de afară şi solicitare, sau dacă au distribuit uniform sarcina între ele. Ştiam care configurare ar fi mai eficientă, dar ne era interesant şi răspunsul celor care au instalat sistemul. Şi ei au ales configurarea mai eficientă, în care sarcina e distribuită uniform între pompele de căldură. Chiar dacă e nevoie momentan de doar 25% din puterea lor maximă, e mai eficient de multe ori să se includă toate unităţile la capacitate mică, obţinând un coeficient de performanţă (COP) mare, decât să se includă doar un sfert din ele, care să lucreze la capacitate maximă şi să indice un COP mai mic. Există un prag minim de solicitare, mai jos de care mai multe unităţi de pompe de căldură care să funcţioneze simultan nu mai adaugă randament, dar tocmai de asta există module inteligente în asemenea configuraţii, care pot analiza COP-ul real momentan, solicitările şi temperaturile şi pot decide când să menţină toate unităţile conectate cu distribuţia egală de putere sau când să mai oprească pe perioade scurte una sau mai multe unităţi, distribuind sarcina între celelalte.

Autorii sistemului de la Bâlea Lac spun că distribuţia egală sporeşte durata de viaţă a compresoarelor din unităţile exterioare, pentru că acestea au o uzură mai mică la funcţionare constantă la capacitate mică, decât în cicluri scurte de funcţionare la capacitate maximă, cu oprişi şi reporniri frecvente. În mod similar cu motoarele termice de pe maşini, care se simt mult mai bine în călătorii extraurbane lungi, decât în episoade scurte de condus urban.

După două sezoane de încălzire, pompele de căldură de la cabana Bâlea Lac au indicat un COP mediu sezonier de 3,5, o cifră fascinant de bună în condiţiile unor edificii cu izolare termică aproape nulă, localizate la 2.000 metri altitudine, în condiţii de vânt şi temperaturi reci constante. Un COP de 3,5 înseamnă că la fiecare 1 kWh de electricitate consumat, pompele de căldură au generat în mediu 3,5 kWh de căldură, datorită sistemelor eficiente cu agent de refrigerare şi captare a efectelor termodinamice rezultate din comprimarea refrigerantului în formă gazoasă.

În primul an complet cele 11 pompe de căldură de la Bâlea Lac au consumat 100.000 kWh, cifră care a fost contorizată separat, datorită existenţei unui contor separat trifazat. La un cost de 1,3 lei/kWh, asta înseamnă costuri anuale de 130.000 lei pentru încălzire şi apă caldă. Iar întrucât vorbim de restaurant şi unităţi de cazare, cu consum mare de apă caldă de către oaspeţi şi angajaţi, asigurarea ei ajunge să cuantifice 30-35% din consum. Pentru a asigura apa caldă în rezervă suficientă, unitatea dispune de un rezervor de 1.000 litri.

Până la instalarea acestui sistem de pompe de căldură, cabana avea nevoie de 200 metri cubi de lemne anual, care, la un cost mediu de 900 lei/m3, costau 180.000 de lei anual. O asemenea cantitate se traduce în circa 15 camioane mari cu lemne per sezon. Pe lângă asta, era nevoie de angajaţi în ture, ca să asigure 24 ore din 24 menţinerea focului la cele două cabane. Asta însemna scoaterea lemnelor de sub zăpadă, aprinderea şi menţinerea focului, curăţarea cenuşii, iar o dată în an şi curăţarea coşului. Acum pompele de căldură sunt complet automatizate şi funcţionează 24 ore din 24 fără nevoia unei monitorizări constante.

Proprietarii cabanei Bâlea Lac sunt extrem de mulţumiţi de randamentul acestui sistem şi de efectul acestei tehnologii pentru cabana lor, spulberând totodată miturile că pompele n-ar funcţiona eficient în condiţii climaterica mai dure. Între timp, ei au montat şi panouri fotovoltaice şi-şi or produce o bună parte din electricitatea necesară acestui sistem cu propriile panouri, reducând şi mai mult consumul din reţea. Aceştia sunt atât de mulţumiţi de randamentul sistemului şi de ritmul recuperării investiţiei, încât au agrea deja instalarea unui sistem similar şi la cabana Bâlea Cascadă, iar ulterior se va merge pe soluţii similare şi la alte obiective turistice din zona Sibiului.