4
2. Toplotne pumpa
Princip rada toplotne pumpe je vrlo jednostavan. On se ogleda u korišćenju toplotne energije našeg
okruženja. Toplotna pumpa koristi energiju vazduha, vode, podzemnih voda da bi vršila hlađenje ili
grejanje vašeg objekta.
Ime „toplotne pumpe“ je izvedeno od reči toplota i pumpa koje u svom originalnom značenju
predstavljaju premeštanje toplotne energije sa jednog prostora na drugi. U režimu hlađenja toplotna
pumpa hladi vodu koja cirkuliše kroz cevi unutar objekta a sakupljenu toplotnu energiju izbacuje u
spoljašnji prostor.
Toplotna pumpa radi na približno istom principu kao i kudni rashladni aparati (npr. frižider i klima).
Razlika je samo u smeru u kome se vrši predavanje toplotne energije. Zadatak uređaja je da automatski
drži temperaturu u odgovarajudem opsegu, u objektu tokom godine, svejedno da li to bilo hlađenje (leti)
ili grejanje (zimi). Principijelno, nema razlike u procesu rada uređaja prilikom grejanja ili hlađenja
objekta.
Uređaj koji koristi princip rada toplotnih pumpi je prvi put prikazan 1834. godine. Jacob Perkins,
američki inženjer, dizajnirao je uređaj koji proizvodi kocke leda i to je bila preteča modernih isparivačkih
sistema. 1926. godine General Eletric je napravio sistem rada toplotne pumpe na osnovu kojih
funkcionišu i današnji moderni uređaji. Svima je poznato da naftni lobi još uvek drži svoje pozicije, pa je
to još jedan razlog zašto ova „zelena“ tehnologija nije doživela ekspanziju u nivou koji opravdano
zaslužuje.
Grejanje i hlađenje korišdenjem toplotnih pumpi predstavljaju primarni pravac u svetu i evropskoj uniji
skokom cena energenata u poslednjih par godina. Naime, evropska unija je napravila normative u kojima
se kaže da svi objekti izgrađeni posle 2015-te godine moraju da imaju energetski efikasan sistem grejanja
i hlađenja koji se pored sličnih mahom zasniva na geotermalnoj energiji (toplotnim pumpama).
5
Sistem grejanja toplotnim pumpama sastoji se od izvora toplotne energije, same toplotne pumpe i
sistema za distribuiranje i čuvanje toplotne energije.
Slika 2. Princip rada toplotne pumpe
2
Sistem grejanja toplotnim pumpama sastoji se od izvora toplotne energije, same toplotne pumpe i
sistema za distribuiranje i čuvanje toplotne energije.
Toplotna energija koja se uzima iz okoline (obično, temperature se kredu u intervalu +7°C do
+14°C) ulazi u isparivač pumpe. U cevi se nalazi gas R407c koji preuzima tu energiju. Ovaj gas
zadržava svoje stanje čak i na temperaturama ispod nule.
Gas zatim ulazi u kompresor i podiže se na viši pritisak što dovodi do značajnog povedanja
njegove temperature (uglavnom +90-95°C, mada može i više).
Unutar zatvorenog sistema izmenjivač toplote vrši predavanje toplote gasa na sistem za grejanje.
Zahvaljujudi predaji toplotne energije gas se vrada na prvobitnu temperaturu koji se zatim dovodi
do ekspanzionog suda i ventila, čime se pritisak vrada u početno stanje. Potom se gas vrada u
isparivač gde proces počinje ponovo.
2
https://sr.wikipedia.org/wiki/
%D0%94%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%BA%D0%B0:Phase_change_heat_pump.png
7
Za zaleđivanje isparivača je kritično područje temperatura vazduha od od -2 do -7
o
C jer vazduh pri tim
temperaturama sadrži još uviek znatnu količinu vlage.
Kad se na isparivaču stvori led, treba prekinuti rad dizalice topline i trošiti energiju za odleđivanje.
Ukupna potrošnja topline za odleđivanje kreće se oko 5% do 10% energije utrošene godišnje za pogon
kompresora dizalice topline.
Drugi problem o kojem treba voditi računa je i buka. Često to predstavlja ograničavajući faktor za
primenu.
Ekonomičnu primenu dizalica topline vazduh - voda (ili vazduh - vazduh) najviše otežava različito vrieme
pojave maksimuma temperature zraka i potrebe neke grejane zgrade za toplinom.
Kad je temperatura vanjskog vazduha najniža, potreba topline je najviša, iako to ovisi i o vrsti potrošača,
što je prikazano na slici.
Slika 4. Potrebna toplota za odledjivanje
4
Problem:
4
Princip rada toplotne pumpe “AEGEA”
