Toplotne pumpe

 

Princip rada toplotne pumpe se zasniva na prenošenju toplotne energije iz jedne sredine u drugu. Prilikom tog prenosa troši se energija koja je nekoliko puta manja od prenete. To znači da korisnik ostvaruje uštedu u odnosu na bilo koji drugi energent, i za utrošeni 1 kW električne energije dobija 3 do 4 kW ukupne toplotne energije. Osnovna dva režima rada jednog ovakvog sistema koja se koriste u većini porodičnih i komercijalnih objekata jesu grejanje i hlađenje. Drugim rečima nema razlike u procesu rada uređaja prilikom grejanja ili hlađenja objekta, osim u smeru. Bitno je napomenuti da toplotne pumpe ne proizvode energiju samostalno, već je neophodno povezati ih na stalan izvor energije, bilo da je on u zemlji, vodi ili vazduhu.

U zavisnosti od sredine iz koje se preuzima toplota i sredine u koju se ona prenosi postoji više tipova toplotnih pumpi:

Zemlja kao izvor energije - pumpa uzima energiju pomoću geosonde na dubini od oko 100m pri konstantnoj temperaturi od 10 do 15 °C. Drugi način je pomoću kapilarnih kolektora, gde se cevi postavljaju horizontalno, formirajući snopove na dubini od 1.2 do 1.5 m. Površina ovakvog sistema treba da bude bar 2 puta veća od grejne površine objekta.

Voda kao izvor energije - energija se preuzima iz podzemnih voda, temperature 10 i više °C. Ovakav sistem funkcioniše uz pomoć dva bunara – jednog iz kojeg se crpi voda, koja je prenosilac toplote, i drugog u koji se ohlađena voda vraća.

Vazduh kao izvor energije – toplotna energija se izvlači iz spoljašnjeg vazduha. Pumpe koje se zasnivaju na ovom sistemu zahtevaju najmanje investicije.

Način na koji toplotna pumpa radi ogleda se u sledećem: Energija preuzeta iz okoline ulazi u isparivač pumpe. U cevi se nalazi gas koji preuzima tu energiju, pri čemu zadržava svoje stanje čak i na temperaturama manjim od nule. On zatim ulazi u kompresor gde mu se povećava pritisak, a temperatura podiže i do 95 °C. Nakon toga vrši se predavanje toplote gasa na sistem za grejanje pomoću izmenjivača toplote. Oslobodivši se toplote gas dopire do ekspanzionog suda i ventila, čime se pritisak vraća u prvobitno stanje. Tu se krug zatvara i ceo proces nastavlja dalje dolaskom gasa u isparivač.

Prednosti kod upotrebe toplotnih pumpi su brojne:

· Njihovim korišćenjem se smanjuju troškovi grejanja i do 75 %

· Zauzimaju malo prostora i tiho rade

· Smanjuju emisiju CO2 za 30%

· Automatizovane su u potpunosti

· Nisu zahvaćene zakonskom regulativom o obaveznim periodičnim tehničkim kontrolama

· Ne zavise od drugih skupih energenata

Grejanje i hlađenje korišćenjem obnovljivih izvora energije je trend koji sve više nalazi utemeljenje u praksi kod evropskih zemalja. Normativi koji su nedavno doneseni i usvojeni na nivou cele EU nameću obavezu da svi objekti izgrađeni posle 2015. godine moraju da imaju energetski efikasan sistem grejanja i hlađenja.

Autor teksta: d.i.a. Mladen Budimir

Kontakt: studio@arhitektonika.rs